Свойство инерции

Почти все объекты (системы) управления обладают инерцией – механической, тепловой, гидродинамической.

При мгновенном изменении входных сигналов выходной сигнал системы меняется не мгновенно, а постепенно. Изменение выходного сигнала часто продолжается и после того, как входной сигнал уже не меняется. Это явление последействия – называется инерцией. Если инерция системы меньше, чем у остальных элементов, то такие системы называются безынерционными. Инерция (механическая, тепловая) – это способность объекта накапливать вещество или энергию. Инерция характеризуется емкостью системы управления. Объекты управления с монотонным изменением выходного сигнала называются апериодическими. При переходных процессах в инерционных объектах запас вещества или энергии может меняться не только монотонно, но и колебательно. Системы управления, обладающий этим свойством, называется колебательными системами.

По характеру изменения управляемой величины во времени различают следующие режимы элемента АСУ:

• статический;
• динамический.

Статический режим – состояние элемента АСУ, при котором выходная величина не изменяется во времени, т. е. y(t) = const.

Очевидно, что статический режим (или состояние равновесия) может иметь место лишь тогда, когда входные воздействия постоянны во времени. Связь между входными и выходными величинами в статическом режиме описывают алгебраическими уравнениями.

Динамический режим – состояние элемента АСУ, при котором входная величина непрерывно изменяется во времени, т. е. y(t) = var.

Динамический режим имеет место, когда в элементе после приложения входного воздействия происходят процессы установления заданного состояния или заданного изменения выходной величины. Эти процессы описываются в общем случае дифференциальными уравнениями.

Динамические режимы в свою очередь разделяются на:

• неустановившийся (переходный);
• установившийся (квазиустановившийся).

Неустановившийся (переходный) режим – режим, существующий от момента начала изменения входного воздействия до момента, когда выходная величина начинает изменяться по закону этого воздействия.

Установившийся режим – режим, наступающий после того, когда выходная величина начинает изменяться по такому же закону, что и входное воздействие, т. е. наступающий после окончания переходного процесса.

В установившемся режиме элемент совершает вынужденное движение. Очевидно, что статический режим является частным случаем установившегося (вынужденного) режима при x(t) = const.

Понятия «переходный режим» и «установившийся режим» иллюстрируются графиками изменения выходной величины y(t) при двух типовых входных воздействиях x(t) (рис. 4).

Рис. 4 Переходные и установившиеся режимы при типовых воздействиях

Граница между переходным и установившимся режимами показана вертикальной пунктирной линией.

Дата добавления: 2014-01-03