Релейная САУ

Система автоматического управления называется релейной, если в качестве регулирующего элемента в ней используется релейный элемент. Типовая структурная схема релейной САУ представлена на рис. 17.

Рис.17. Релейная САУ: РЭ – релейный элемент; ε – ошибка регулирования; у – задающее воздействие; x- регулируемая величина.

РЭ

W(s)

у

ε

u

x

+

−

Основные показатели качества релейной САУ определяются передаточной функцией W(s) ее непрерывной части и характеристикой релейного элемента. Как видно из рис. 12, величина на выходе релейного элемента изменяется «скачком» при переходе входной величиной некоторого порогового значения. При этом САУ реализует так называемое дискретное регулирование. Самая общая структура релейного регулятора показана на рисунке 4. Он имеет симметричную характеристику, зону гистерезиса и зону нечувствительности. Для систем с гистерезисом значение сигнала управления в зоне гистерезиса является неоднозначной и зависит от предыстории.

X0

λX0

-λX0

-X0

ε

u

Рис. 18. Статическая характеристика трехпозиционного релейного регулятора

Релейный регулятор имеет два настроечных параметра: X0 – определяет величину ошибки, при которой происходит включение управляющего сигнала и λ – определяет величину гистерезиса и зоны нечувствительности.

Характерной особенностью релейных систем управления является то, что в них обычно возникают незатухающие периодические колебания, называемые автоколебаниями. Автоколебания для релейных систем являются установившимся процессом, который возникает в автономном режиме работы системы, когда входной сигнал отсутствует либо представляет собой постоянную величину. Для многих релейных систем автоколебания являются рабочим режимом. Поэтому при проектировании релейных систем большое внимание уделяется исследованию возникающих в них автоколебаний.

Часто для исследования релейных систем управления используется фазовый портрет динамической системы — координатная плоскость, в которой по осям координат откладываются какие-либо две переменные (фазовые координаты), однозначно определяющие состояние системы второго порядка. Фазовая плоскость является частным случаем фазового пространства, которое может иметь бо́льшую размерность.

В физике колебаний на оси абсцисс фазовой плоскости откладывается значения параметра x, а на оси ординат – первая производная x по времени. Каждая точка фазовой плоскости отражает одно состояние системы и называется фазовой, изображающей или представляющей точкой. Изменение состояния системы отображается на фазовой плоскости движением этой точки. След от движения изображающей точки называется фазовой траекторией. Через каждую точку фазовой плоскости проходит лишь одна фазовая траектория, за исключением особых точек. Стрелками на фазовых траекториях показывается перемещение изображающей точки с течением времени.

Дата добавления: 2014-12-23