l + K,,K2Ks

соответствует передаточной функции исходной схемы (3.62).

При переносе суммирующего узла против направления прохождения основного сигнала получим эквивалентную схему (рис.3.23, з). В цепь обратной связи этой схемы добавляются звенья с передаточными функциями, обратными передаточным функциям дополнительно охватываемых обратной связью основных звеньев. Передаточная функция эквивалентной схемы

K1K2KS

J :о.с-К1-К2-Кз

равна исходной передаточной функции (3.62).

Разделение цепи, несущей л. сигналов, на л. параллельных цепей. В каждую цепь эквивалентной схемы вводятся звенья с передаточными функциями тех звеньев, которые входили в общую цепь исходной схемы (рис.3.23, и, к).

Объединение нескольких параллельных цепей, содержащих одни и те же элементы. В общую цепь эквивалентной схемы вводится один и тот же элемент. На рис.3.23, л, м приведено преобразование структурной схемы с мостовой связью в более простую.

тура, охватываемого обратной связью. Передаточная ф5Т1Кция в этом случае

К =-К2К

также равна передаточной функции исходной схемы (3.61).

Перенос суммирующего узла в другую точку схемы. Передаточная ф5а1кция исходной схемы (рис.3.23, е)

ККу--. (3.62)

При переносе суммирующего узла по направлению основного сигнала получим эквивалентн5гю схему (рис.3.23, ж). В цепь обратной связи этой схемы добавляются звенья, выбрасываемые из контура, охватываемого обратной связью. Передаточная функция эквивалентной схемы

К = Кл К<)

3.9. ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ

Последовательность операций. Структурная схема системы автоматического управления строится на основании физической модели системы. При ее построении следует:

1) выделить элементарные динамические звенья основной цепи воздействия и цепей обратных связей и определить их передаточные функции;

2) найти точки приложения задающих и возмущающих воздействий;

3) определить положение узлов суммирования и точек съема сигналов для обратных связей.

При построении структурных схем следует учитывать назначение САУ (системы стабилизации, пуска, торможения и реверса, следящие системы) и, если это возможно, определить место включения регулятора (последовательная, параллельная коррекция).

При выделении функциональных элементов в качестве динамических звеньев следует стремиться к тому, чтобы их передаточные функции были наиболее простыми. В качестве примера построения структурной схемы рассмотрим систему стабилизации скорости электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем. Основными динамическими звеньями здесь являются следующие.

1. Двигатель постоянного тока. Операторное уравнение двигателя постоянного тока определяется выражением (3.20). Однако электромеханическая и электромагнитная постоянные времени в нашем случае должны зачитывать сопротивление и индуктивности главных цепей двигателя и тиристорного преобразователя, т.е.

„ iIin Lf)

где Rq = Яд+ Ra - сумма сопротивлений цепей двигателя и преобразователя; Lq = + L„ - сумма индуктивностей цепей двигателя и преобразователя.

Учитывая, что ЭДС двигателя е = сю, запишем операторное уравнение (3.20):

е„ =(ТТР +Tp + l)e + {Tp + l]lcRo, (3.63)

где Сп - операторное изображение приращения ЭДС преобразователя.

Покажем, что операторному уравнению соответствует структурная схема, изображенная на рис.3.24.

Рис.3.24. Структурная схема двигателя Действительно, суммируя воздействия в узлах А и В соот-

ветственно, получим

е„ -е

= Шо,

Тр + \

что равносильно уравнениям 6 = е + iRo + Lodi/dt и

= е.

Таким образом, можем записать:

(3.64)

бп = {ТТ2 + +1)е + (Тр + 1)1 Jio, что подтверждает указанное соответствие.

2. Тиристориый преобразователь. Тиристориый преобразователь в практике проектирования принято интерпретировать инерционным звеном первого порядка

где Рд - коэффициент усиления преобразователя; Тп - постоянная времени звена:

Тф - постоянная времени цепи СИФУ. включая фильтр, (Тф = = 0,003-0,005 с); т - число фаз; f - частота сети; 1/2/п/ - среднее статистическое запаздывание преобразователя.

3. Суммирующий усилитель. Представляет собой безынерционное звено с коэффициентом усиления Ру.

4. Датчик скорости. Представляет собой инерционное звено

»д.с

Гд.сР+1