5.2. Основні положення

У промисловості набули широкого поширення САУ з завданням програми в функції часу. Для формування задаючих впливів в цих системах використовуються задаючі пристрої (ЗП). Впливи будуть оптимальними за швидкодією, якщо в будь-який момент часу основна задаюча координата або її обмеження досягають своїх максимальних значень.

Задає пристрій першого порядку (ЗП 1) складається з послідовно з'єднаних релейного елемента і інтегратора, охоплених негативним зворотним зв'язком (рис.5.1, а). Даний пристрій широко застосовується для завдання швидкості електропривода. ЗП 1 відноситься до оптимальних по швидкодії пристроїв з обмеженням вихідної змінної і її першої похідної:

При подачі на вхід ЗП 1 впливу який дорівнює необхідному максимальному значенню вихідної змінної , на виході релейної ланки встановлюється вплив (рис.5.1, б), який відповідає максимальному значенню при наростанні впливу . При цьому вихідна величина інтегратора змінюється за лінійним законом . В момент часу отже і вплив на вході ЗП 1 залишається незмінним.

Якщо в момент часу зняти вхідний вплив , то в результаті дії негативного зворотного зв'язку на виході релейного елемента встановлюється сигнал , пропорційний при спаданні впливу . Вихідний вплив почне зменшуватися за лінійним законом до нуля.

Задаючий пристрій другого порядку (ЗП 2, рис.5.2, а) реалізується на основі ЗП 1 з підключенням вхідного нелінійного елементу (НЕ 2) до вихідного інтегратора. Поряд з головним негативним зворотним зв'язком по задаючій змінній використовується перемикач зворотнього зв'язку по похідній від основного задаючого впливу (координаті ). ЗП 2 є оптимальним за швидкодією пристроєм з обмеженням вихідної змінної та її перших двох похідних у часі і .

Перехідні процеси в ЗП 2 будуть оптимальними при коефіцієнті передачі внутрішнього зворотного зв'язку:

При подачі на вхід ЗП 2 впливу на виходах НЕ 2 і НЕ I встановлюються сигнали і , рівні відповідно максимальним значенням координат і . На ділянці (рис.5.2, б) вихідна величина першого інтегратора зростає за лінійним законом до величини , а вихідна величина ЗП 2 змінюється по параболі .

На ділянці і і лінійно нарастає. В момент часу сума сигналів зворотних зв'язків дорівнює вхідному впливу . Тому на ділянці на виходах НЕ 2 і НЕ I встановлюються сигнали і , при цьому зменшується за лінійним законом до нуля, а плавно зростає до . На ділянці приведені діаграми при знятті із входу ЗП 2 впливу . ЗП реалізуються, як правило, як алгоритм на мікроконтролерах. Змінні САУ можуть мати різну фізичну природу. Найчастіше основна регульована змінна САУ - це швидкість руху регульованого об'єкта або його положення.

Нехай зв'язок між заданою дією і основною регульованою змінною САУ виражається залежністю (де - коефіцієнт пропорційності). Тоді зв'язок між обмежуючими максимальними значеннями першої похідної за часом від і другої похідної відповідних їм напруг (рис.5.2, а):