Ограничение скорости нарастания входного воздействия
09-08-2010 | Категория: Измерительные каналы
Поскольку максимальное значение входного воздействия на объект управления u(t) снижается с уменьшением разности r(t}—y{t), то для устранения эффекта ограничения можно просто снизить скорость нарастания сигнала уставки r(t), например, с помощью фильтра. Недостатком такого способа является снижение быстродействия системы, а также невозможность устранить интегральное насыщение, вызванное внешними возмущениями, а не сигналом уставки.
Алгоритмический запрет интегрирования. Когда управляющее воздействие на объект достигает насыщения, обратная связь разрывается и интегральная составляющая продолжает расти, даже если при отсутствии насыщения она должна была бы падать. Поэтому один из методов устранения интегрального насыщения состоит в том, что контроллер следит за управляющим воздействием на объект, и как только оно достигает насыщения, контроллер вводит программный запрет интегрирования для интегральной составляющей.
Компенсация насыщения с помощью дополнительной обратной связи. Эффект интегрального насыщения можно ослабить, отслеживая состояние исполнительного устройства, входящего в насыщение, и компенсируя сигнал, подаваемый на вход интегратора.
Принцип ее работы состоит в следующем. В системе вырабатывается сигнал рассогласования между входом и выходом исполнительного устройства е3 = и — y. Сигнал на выходе исполнительного устройства либо измеряют, либо вычисляют, используя математическую модель. При этом сигнал на входе интегратора уменьшается на величину ошибки, что приводит к замедлению роста сигнала на выходе интегратора, уменьшению сигнала рассогласования и величины выброса на переходной характеристике системы. Постоянная временя определяет степень компенсации сигнала рассогласования.
В некоторых регуляторах вход в устройства сравнения выделяют как отдельный вход, называемый входом слежения, что бывает удобно при построении сложных систем управления и при каскадном соединении нескольких регуляторов.
Условное интегрирование. Этот способ является обобщением алгоритмического запрета интегрирования. После наступления запрета интегральная составляющая остается постоянной, на том же уровне, который она имела в момент появления запрета интегрирования. Обобщение состоит в том, что запрет интегрирования наступает не только при достижении насыщения, но и при некоторых других условиях.
Такими условиями могут быть, например, достижение сигналом ошибки или выходной переменной у некоторого заданного значения. При выключении процесса интегрирования нужно следить, а каком состоянии в момент выключения находится интегратор. Если он накапливает ошибку и степень насыщения возрастает, то интегрирование выключают. Если же в момент выключения степень насыщения понижается, то интегратор оставляют включенным.
Модель аффекта ограничения можно улучшить, если после превышении уровня, при котором наступает ограничение, уменьшить сигнал на выходе модели. Это ускоряет выход системы из режима насыщения.
