Повышение астатизма системы автоматического управления путем введения положительной обратной связи

Подчиненные системы автоматического управления (САУ) широко используются в технике, в том числе в судовых энергетических установках. Необходимость ограничения параметров объекта управления, таких как синхронный генератор или судовой электропривод, делает их нелинейными. Применение пропорционально-интегральных регуляторов создает проблему «интегрального насыщения», возникновения свободных движений в САУ при сходе регуляторов с ограничения. Авторами предлагается повысить астатизм САУ и решить проблему «интегрального насыщения» путем введения дополнительной положительной обратной связи с выхода объекта управления в пропорциональный канал регулятора. Эффективность таких САУ исследовалась нами с помощью анализа математических моделей нелинейных САУ и их цифрового моделирования. Результаты исследования: описана математическая модель одного из контуров САУ с дополнительной положительной обратной связью. Доказано, что введение такого вида связи позволяет увеличить астатизм САУ и исключить эффект «интегрального насыщения» при астатизме первого порядка, что повышает точность САУ при отработке управляющих сигналов. Предложен новый способ исключения эффекта «интегрального насыщения» в широкодиапазонных регуляторах напряжения судовых синхронных генераторов промысловых систем освещения без применения аппаратных защитных средств. Таким образом, доказана эффективность введения дополнительной положительной обратной связи на увеличение точности САУ и исключения эффекта «интегрального насыщения». Отмечена низкая чувствительность эффекта введения положительной обратной связи к изменению параметров САУ. Subordinate automatic control systems (SACS) are widely used in engineering inclusive of ship power plants. The need to limit specific parameters of the object makes them non-linear. The use of proportional-integral regulators leads to the problem of integral saturation, the emergence of free movements in SACS when the regulators descend from the limit. The authors propose to increase astatism of SACS and solve the problem of integral saturation by introducing additional positive feedback.

FULLY INTEGRATED DC SQUID MAGNETOMETERS FOR ULTRA LOW FREQUENCY NOISE APPLICATIONS

Fully integrated dc SQUID magnetometers for ultra low frequency noise applications have been designed, fabricated and characterized. The basic design of the sensor is based on the Ketchen-type magnetometer. A moat surrounding the washer have been inserted to reduce 1/f noise due to hopping of flux vortices, trapped in the SQUID body during the cool-down process. To decrease flux motions in the pick-up coil structure a turn width as small as possible has been used. Further Josephson junctions with high areas have been employed to reduce the 1/f arising from critical currant fluctuations. An additional positive feedback (APF) circuit and a feedback coil for Flux-Locked-Loop (FLL) have been integrated on the same chip to avoid any additional noise due to an external APF circuit. Details about design criteria and experimental results concerning voltage-flux characteristics and noise performances of the devices are presented. Due to a low magnetic field noise, such devices well meet the requirements of ultra-low frequency noise applications.