Показатели качества регулирования - раздел Философия, Автоматическое управление пуском и остановкой оборудования, коммутационные операции и т.д Из Предыдущей Главы Мы Знаем, Что Автоматическая Система, Прежде Всего, Должн...
Из предыдущей главы мы знаем, что автоматическая система, прежде всего, должна быть устойчивой. В устойчивой системе переходный процесс затухает, однако для практики вовсе не безразлично то, как это происходит. Так, например, при медленном затухании система будет долго входить в новый установившийся режим, то есть она будет обладать недостаточным быстродействием. Этот пример показывает, что устойчивость автоматической системы не является достаточным условием ее нормального функционирования.
Достаточным условием нормального функционирования автоматической системы является качество процесса регулирования.
Качество процесса регулирования оценивается по двум критериям: 1) по параметрам переходного процесса; 2) по значениям ошибок регулирования в установившихся режимах.
Параметры переходного процесса определяются по переходной функции , которая представляет собой реакцию системы на внешнее ступенчатое воздействие. При этом для систем стабилизации переходную функцию рассматривают по отношению к возмущению, а для систем управления и следящих систем - по отношению к заданию. Анализ переходной функции позволяет определить ряд показателей характеризующих динамические качества системы:
Время регулирования tропределяется длительностью переходного процесса. Хотя теоретически переходный процесс длится бесконечно долго, на практике считают, что он закончен, как только отклонение регулируемой величины от нового установившегося значения станет меньше заданных пределов e. Обычно принимают e = (3-5) % от . Временем регулирования характеризуется быстродействие системы.
Перерегулирование или выброс, представляет собой максимальное отклонение регулируемой величины от нового установившегося значения. Относительное перерегулирование вычисляют по формуле
(7.1)
Перерегулирование появляется вследствие того, что система подходит к новому установившемуся состоянию с определенной скоростью (рис.7.1). Чем больше эта скорость, тем дальше за новое установившееся положение система пройдет по инерции (рис. 7.2,а). Значит, для уменьшения перерегулирования надо уменьшать эту скорость. Но, с другой стороны, когда система подходит к установившемуся состоянию с малой скоростью, перерегулирования вообще может не быть, но тогда время регулирования значительно увеличится (рис. 7.2,б). Таким образом, как отсутствие перерегулирования, так и большое перерегулирование нежелательно. Обычно оптимальным считают перерегулирование в пределах 20–30%.
Для некоторых систем перерегулирование вообще недопустимо, например, для систем регулирующих химические процессы, где перерегулирование может испортить выпускаемый продукт.
Число колебаний регулируемой величины N за время переходного процесса должно быть ограничено. Обычно его принимают не более трех.
Для определения показателей качества регулирования разработаны методы, которые можно разделить на две группы: прямые и косвенные.
Прямые методы основаны на использовании кривых переходного процесса и поэтому они дают наиболее полное представление о качестве регулирования.
Косвенные методы применяются в тех случаях, когда получение кривых переходного процесса представляет сложную и трудоемкую задачу или оценка показателей качества не требует высокой точности. К косвенным методам относятся: метод распределения корней, интегральные методы, частотные методы.
Теория автоматического регулирования это наука о принципах построения автоматических систем и о закономерностях...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Показатели качества регулирования
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Начальные сведения о системах автоматического регулирования
Любую автоматическую систему можно условно разделить на две части – объект управления и управляющее устройство. Взаимодействие этих частей между собой схематично показано на рис.1.1.
Понятие о линейных, нелинейных и линеаризованных моделях
Для любого физического объекта может быть составлена математическая модель, которая представляет собой набор определенных математических соотношений между переменными величинами это
Принципы автоматического управления
Несмотря на большое разнообразие технических процессов и объектов, в которых используется автоматическое управление, организация управления основывается на небольшом числе общих принципов это:
Интегральные преобразования Лапласа
В исследовании динамики автоматических систем широко применяются интегральные преобразования Лапласа, Хевисайда-Карсона, Фурье. Одна из привлекательных сторон этих преобразований в том, что они пон
Понятие о статическом и астатическом регулировании
По виду статических характеристик все автоматические системы делятся на статические и астатические, или говорят о статическом и астатическом регулировании.
Пр
Понятие динамического звена
Автоматические системы состоят из разнообразных элементов, среди которых могут быть генераторы, двигатели, термопары, реостаты, редукторы и многие другие конструкции. Но при математ
Динамические характеристики звена
Автоматические системы относятся к классу динамических систем, потому что процессы регулирования, протекающие в них, сопровождаются постоянными изменениями во времени. Математическое описание этих
Типовые динамические звенья
Понятием типовое звено в теорию введен еще один исключительно удобный расчетно-аналитический инструмент. Из всего многообразия возможных динамических звеньев выделена группа
Безынерционное звено
Уравнение динамики этого звена описывается алгебраическим уравнением
Интегрирующие звенья
Интегрирующим называется звено, в котором производится интегрирование входного воздействия, и поэтому в выходном воздействии обязательно присутствует интеграл
Дифференцирующие звенья
Дифференцирующие звенья реагируют на скорость изменения входного воздействия, и поэтому в их дифференциальных уравнениях в правой части содержатся производные от входной переменной.
Запаздывающее звено
Запаздывающим называется звено в котором выходное воздействие повторяет входное воздействие без искажений, но с некоторым постоянным запаздыванием во времени на величину t. Эти условия определяют у
Определение начальных условий
Под начальными условиями динамического процесса понимается его состояние в момент времени, принятый за начало процесса. Начальные условия задаются совокупностью значений выходной координаты иссл
Понятие устойчивости
Под устойчивостью понимают способность системы самостоятельно приходить к установившемуся состоянию после приложения воздействия, которое вывело ее из состояния равновесия.
Устойчивость линейных систем
Свободное движение линейной системы описывается однородным дифференциальным уравнением
. (6.1)
Методы определения устойчивости
Для того, чтобы система была устойчивой, должны выполняться определенные условия, которые называются условиями устойчивости. Все условия устойчивости разделяются на необходимые и достаточные
Критерии устойчивости
Все критерии устойчивости делятся на алгебраические и частотные. Если для работы с алгебраическими критериями необходимо иметь, по крайней мере, характеристическое ура
Запас устойчивости
Запас устойчивости – это количественная оценка, определяющая удаление расчетных параметров системы от зоны, опасной с точки зрения устойчивости.
Формулировка запаса
Об устойчивости нелинейных систем
Рассмотренные выше вопросы устойчивости, строго говоря, справедливы только для линейных систем. Но почти все реальные системы являются нелинейными, и поэтому возникает вопрос - наск
Косвенные методы оценки качества регулирования
Метод распределения корней.Этот метод дает возможность приближенно оценить характер переходного процесса по расположению корней относительно мнимой оси. В основу ме
ФОРМИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
Процесс проектирования автоматической системы можно условно разбить на два этапа.
На первом этапе закладывается функциональная схема системы, выбираются ее элементы, задаются законы
Законы регулирования
Предположим, что в системе появилось рассогласование, то есть действительное значение регулируемой величины стало отличаться от заданного значения. Как должна реагировать система на эту ситуацию? Р
Коррекция характеристик АС
Понятие о коррекции. В автоматических системах, которые состоят только из основных функционально необходимых элементов, обычно не удается получить требуемые показат
СТАБИЛИЗАЦИИ
Расчет системы автоматического регулирования (САР) представляет собой задачу, имеющую, как правило, многозначное решение. Выбор оптимальной конфигурации САР зависит от требований, предъявляемых ка
Компоновка функциональной схемы
Выбор параметров объекта управления. Так как в техническом задании уже определен тип исполнительного двигателя, то остается только выбрать его каталожные данные и согласовать их с техническими данн
Статическая модель САР
Статическая модель описывает систему в установившемся режиме и поэтому используется для расчета параметров настройки ее элементов, при которых будут обеспечены заданные в ТЗ параметры статических
Динамическая модель САР
В уравнениях динамической модели присутствует координата времени, и поэтому модель представляет собой систему дифференциально-алгебраических уравнений.
Примечание. Так как решен
Анализ динамики САР
9.3.3.1. Динамические характеристики САР. Динамической характеристикой САР является функциональная зависимость между переменными модели. Последовательность получения х
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В методических указаниях показаны основные принципы начального этапа разработки автоматической системы. Это первичная компоновка схемы, определение параметров настройки и расчеты статических и ди
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. В.А.. Бесекерский, Теория систем автоматического регулирования. В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. – М. : Наука, 1975. - 457 с.
2.Куропаткин, П.В. Теория автоматического управления./ П.В.
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов