8.2. Параллельные корректирующие устройства
Рассмотрим параллельные корректирующие устройства в виде обратных связей. Обобщенная структурная схема параллельных корректирующих устройств представлена на рис.8.6.
Рис.8.6.
Параллельная коррекцияОсновные виды корректирующих обратных связей следующие:
1. жесткая обратная связь (ЖОС)
;
2. инерционная жесткая обратная связь
;
3. гибкая обратная связь
;
4. инерционная гибкая обратная связь
.
Возможны и более сложные передаточные функции корректирующих обратных связей.
Рассмотрим основные свойства этих обратных связей на примерах.
8.2.1. Положительная жесткая обратная связь (ПЖОС). Предположим, что ПЖОС охватывает апериодическое звено первого порядка.
Рис.8.7. ПЖОС
Передаточная функция охватываемой части объекта имеет вид 
, а передаточная функция ОС – , соответственно. Тогда общая передаточная функция этой части цепи будет иметь вид
или
, где 
, 
. (8.4)
Следовательно, ПОС может служить для увеличения коэффициента усиления. Но надо иметь в виду, что одновременно с этим увеличивается и постоянная времени, то есть инерционность звена.
А при
звено становится неустойчивым. 8.2.2. Отрицательная жесткая обратная связь (ОЖОС). При охвате ОЖОС апериодического звена, получим
, (8.5)
где 
, 
.
Следовательно, ОЖОС уменьшает инерционность звена, тем самым, улучшая быстродействие системы, и может оказать стабилизирующее действие. Уменьшение коэффициента усиления системы 
можно всегда скомпенсировать за счет других звеньев.
При охвате интегрирующего звена ОЖОС, то есть
, ,
получим
, (8.6) где 
, 
.
Под действием ОЖОС интегрирующие свойства звена теряются, и оно превращается в апериодическое звено с коэффициентом усиления, который определяется только обратной связью. Постоянная времени 
будет мала при больших коэффициентах усиления 
.
Рассмотренный способ применяется практически в приводах, чтобы сделать угол поворота на выходном валу двигателя пропорциональным управляющему сигналу, то есть напряжению.
8.2.3. Инерционная жесткая ОС. При охвате инерционной жесткой ОС интегрирующего звена
, ,
приходим к следующему выражению: 
, (8.7) где , 
, 
.
Следовательно, интегрирующее звено превращается в звено второго порядка с введением производной.
При этом коэффициент усиления и интенсивность введения производной 
целиком определяются обратной связью. Первичный коэффициент усиления звена влияет лишь на новые постоянные времени и 
, которые будут тем меньше, чем больше будет этот коэффициент усиления . Поэтому, при большом , охват интегрирующего звена инерционной жесткой обратной связью, эквивалентен усилительному звену с введением производной. Отсюда вытекает и хорошее влияние её на качество переходного процесса в системе в целом. 8.2.4. Гибкая обратная связь. При охвате гибкой обратной связью колебательного звена имеем
, .
Отсюда
, (8.8)
Где 
, 
.
Как видно, в этом случае увеличивается демпфирование колебательного звена, поскольку 
, причем коэффициент усиления не меняется. Процесс становится менее колебательным и может превратиться в апериодический (если 
).
При охвате инерционного интегрирующего звена гибкой ОС, то есть
, ,
Имеем 
, (8.9)
где 
, .
8.2.5 Инерционная гибкая обратная связь. При охвате ею инерционного интегрирующего звена, то есть при , ,
Имеем 
. (8.10)
Где , 
, 
.
Здесь при сохранении интегрирующего свойства звена получается эффект введения производной, то есть интегрирующее звено становиться изодромным. А новые постоянные времени и , характеризующие инерционность звена, могут быть сделаны малыми за счет большого первичного коэффициента усиления . В последнем случае 
.
Вообще, инерционное запаздывание в обратной связи, в отличие от такового в прямой цепи, целесообразно водить для улучшения качества переходного процесса, получая эффект аналогичный введению производной в прямой цепи.