Показатели качество процесса регулирования

Время регулирования называют время в течении которого начиная с момента приложения воздейтвия на систему отклонение регулируемой величины от ее заданого значения меньше наперед заданного значения определяется длительностью переходного процесса

Перерегулирование называют максимальное отклонение регулируемой величины от установившегося значения выраженное в процентах.

Колебательность характеризуется числом колебаний регулируемой величины за время регулирования.

Метод оценки качества процесса по распределению корней характеристического уравнения системы.Одним из косвенных показателей качества устойчивости автоматических систем регулирования является степень удаленности корней характеристического уравнения замкнутой системы лежащей в левой комплексной полуплоскости от мнимой оси. Расстояние а от ближайшего корня до мнимой оси характеризует запас устойчивости системы и называется степенью устойчивости этой системы. Наибольший из углов образованных отрицательной действительной полуосью и лучами проведенными из начала координат через корни характеризует колебательност системы. Котангенс этого угла называется коэффициентом затухания колебаний или степенью колебательности.

Оценка качества процесса по комплексной частотной и логарифмической частотным характеристикам разомкнутой системы.

Запас устойчивости системы помодулю и фазе.Оценка качества процесса регулирования может быть сделана по КЧХ устойчивой разомкнутой системы. Степень устойчивости замкнутой системы находится в прямой зависимости от степени удаления точки пересечения КЧХ разомкнутой системы с отрицательной вещественной полуосью U от точки (-1,j0). Это расстояние называют запасом устойчивости системы по модулю.Угол γ образованный вещественной отрицательной полуосью и лучем проведенным из начала координат через точку пересечения КЧХ с окружностью единичного радиуса имеющий центр в начале координат называют запасом устойчивости системы по фазе.Запас устойчивости по модулю с показывает насколько должен измениться модуль КЧХ системы при ее неизменных фазовых соотношениях для выхода системы на границу устойчивости. Таким образом запас устойчивости по модулю представляет собой запас по коэффициенту передачи к разомкнутой системы относительно его критического по устойчивости значения. В связи с этим возмущающие воздействия на систему приводящие к увеличению ее коэффициента усиления без изменения фазового сдвига регулируемой виличины называется возмущающим воздействием по модулю. Воздействия на систему приводящие к увеличению запаздывания в ней без изменения коэффициента передачи системы называется возмущающим воздействием по фазе.

Интегральные оценки качества процесса. Динамической ошибкой переходного процесса возникающей при изменении воздействия на систему называют переменную во времени разность между установившимся значением выходной величины после окончания переходного процесса и текущим переменным значением выходной величины в течении переходного процесса. Эта величина измеряется определенным интегралом этой виличины при изменении t от 0 до ∞, который называется линейной интегральной оценкой качества. При наличии перерегулирования в переходном процессе и колебательном ее характере применяют квадратичную интегральную оценку качества вида

Применяют обобщенный интегральный критерий вида в котором минимизируется не только величина и длительность отклонения регулируемой виличины от заданного значения но и производные от отклонения (скорость и ускорение).

Переходной процесс замкнутой системы полностью определяется ее передаточной функцией или КЧХ, которую можно разделить на вещественную и мнимую части.

Статические и динамические характеристики типовых звеньев соединений и объектов регулирования.

Простейшие звенья называются типовыми элементарными линейными звеньями. С учетом их динамических свойств эти звенья соответственно называют усилительными интегрирующими дифференцирующими апередическими колебательными запаздывающими.

Усилительное звено В усилительном звене выходная величина в каждый момент времени пропорциональна входной величине. Коэффициент пропорциональности называют коэффициентом усиления или коэффициентом передачи звена. Усилительное звено передает сигнал мгновенно без динамических переходных процессов и искажений.КЧХ представляет вектор совпадающий с положительным направлением оси абсцисс модуль которого не зависит от частоты и равен коэффициенту передачи звена. Воздействие любой частоты усиливается в одинаковой степени без фазового сдвига.

Интегрирующее звено. Выходная величина интегрирующего звена пропорциональна интегралу входной величины.

Дифференциальное уравнение интегрирующего звена имеет вид

Коэффициент К называется коэффициентом усиления звена по скорости. Он числено равен скорости изменения выходной величины при единичном значении входной величины.

Диффервенциальное звено Выходная величина дифференцирующего звена пропорциональна производной по времени от входной величины.

Апередическое звено. Кривые переходных процессо имеют вид экспонент т.е. время необходимое для того чтобы выходная величина достигла установившегося значения теоретически бесконечно велико. Поэтому его называют инерционным звеном первого порядка.

Колебательное звено. Степень затухания зависит от отношения вещественной составляющей комплексных корней характеристического уравнения к их мнимой составляющей Если вещественная и мнимая составляющая корней характеристического уравнения равны то такое колебательное звено называется консервативным. Переходной процесс в этом случае незатухающий колебательный с частотой периодом и амплитудой. чем больше т и меньше т тем больше степень затухания колебательного звена.

Запаздывающее звено. Выходная величина в запаздывающем звене точно повторяет входную величину но с некоторым запаздыванием по времени

Соединение типовых звеньев.

Типовые идеальные регуляторы.

Пропорциональные регуляторы

При подключении к объекту такого регулятора КЧХ объекта увеличивается на каждой частоте пропорционально в к раз. В динамическом отношении эти регуляторы являются усилительным звеном.

Дата добавления: 2014-12-10