Комбинированный регулятор по возмущению и ошибке

Комбинированный регулятор по возмущению и ошибке с передаточными функциями R_f (p) и R_e (p) (рис. 3.6) предназначен для компенсации действующих на объект внешних (не управляющих) воздействий.

Рис. 3.6. Схема с комбинированным регулятором
по возмущению и ошибке

В этой схеме один из компонентов, регулятор по ошибке R_e (p), например, последовательного типа, а другой R_f (p) – регулятор по возмущению.

Комбинированный регулятор формирует управляющее воздействие x (t) = x_e (t)+ x_f (t). Первая составляющая x_e (t) = R_e (p) e (t) есть управление по ошибке, которое обеспечивает стабилизацию системы и желаемые показатели качества движения.

Второе слагаемое x_f (t) = R_f (p) f (t) в виде прямой, а не косвенной через контур обратной связи, компенсации воздействия возмущения на объект есть управление по возмущению, противодействующее его влиянию и тем самым снижающее ошибки им обусловленные. Понятно, что для компенсации возмущения f (t) необходимо его априорно знать или иметь возможность измерить.

По принципу суперпозиции выходной сигнал включает две составляющие: реакцию на заданное входное воздействие y* (t) и реакцию на возмущение f (t). Чтобы полностью скомпенсировать влияние возмущения, необходимо обеспечить условие инвариантности по возмущению G_y/f (p) = 0:

В частности, удовлетворив условие статической инвариантности G_y/f (0) = 0, получим статический регулятор R_f = – G_f (0)/ G ₁(0), компенсирующий постоянное возмущение f (t) = f ₀ в установившемся режиме.

Проектирование главного регулятора по ошибке R _e(p) может производиться независимо от регулятора по возмущению R_f (p), так как последний даже при неполной инвариантности слабо влияет на показатели качества замкнутой системы.

При проектировании САУ применяются сочетания регуляторов и других типов. Например, в СУ ПР (рис. 3.7) используется регулирование в прямой цепи и в цепи локальной обратной связи.

Рис. 3.7. Структурная схема системы управления
степенью подвижности ПР

Последовательный регулятор k ₁ W ₁(p) обеспечивает устойчивость и точность, а обратный локальный регулятор k ₂ W ₂(p) – быстродействие системы.

Далее рассматриваются только системы с единичной отрицательной обратной связью и последовательным регулятором. Другие типы регуляторов, при необходимости, всегда могут быть пересчитаны к последовательному типу по формулам эквивалентности. Еще раз отметим, что переход от одного типа регулятора к другому целесообразен, когда такая реализация становится проще, экономичней, а иногда вообще является единственно возможной.