- •Е. А. Делакова, с. П. Соколова, а. Г. Степанов, о. И. Ширяева общая теория систем
- •Составители: е. А. Делакова, а. Г. Степанов, с. П. Соколова, о. И. Ширяева
- •Содержание
- •3.3 Методический пример 24
- •Задание матриц
- •Создание графика
- •Печать графиков
- •Лабораторная работа № 1
- •Базовые сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Оформление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Структура и возможности моделирующих пакетов
- •Основные сведения
- •Основные принципы работы и моделирования
- •Методический пример
- •2.4 Порядок выполнения лабораторной работы №2
- •Оформление отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3. Моделирование динамических процессов
- •3.1 Система управления. Основные понятия
- •3.2 Задача наполнения бака
- •3.3 Временные характеристики
- •3.3 Методический пример
- •3.4 Порядок выполнения лабораторной работы №3
- •3.5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4. Формы математического представления систем управления
- •4.1 Основные теоретические сведения
- •4.2 Методический пример
- •4.3 Порядок выполнения лабораторной работы №4.
- •4.4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5. Исследование Переходных характеристик типовых звеньев систем управления
- •5.1 Типовые звенья системы управления
- •5.2 Определение параметров передаточной функции
- •5.3 Порядок выполнения лабораторной работы №5
- •5.4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6. Эквивалентные преобразования структурных схем
- •6.1 Основные соединения структурных схем
- •6.2. Основные преобразования структурных схем
- •6.3 Порядок выполнения лабораторной работы №6
- •5.4 Методический пример
- •6.5 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7. Исследование устойчивости разомкнутых и замкнутых систем
- •7.1 Основные теоретические сведения
- •1) Система имеет действительные корни
- •2) Система имеет комплексные корни
- •7.2 Порядок выполнения работы
- •7.3 Методический пример
- •7.4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8. Критерии устойчивости систем
- •8.1 Основные теоретические сведения
- •8.1.1 Алгебраический критерий Гурвица
- •8.1.2 Частотный критерий Михайлова
- •8.1.3 Частотный критерий Найквиста
- •8.1.4 Логарифмический частотный критерий Найквиста
- •8.2 Порядок выполнения работы
- •8.3 Методический пример выполнения лабораторной работы №8
- •8.4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9. Исследование качественных показателей автоматических систем
- •9.1 Прямые и косвенные оценки качества
- •9.1.1 Прямые оценки качества
- •9.1.2 Косвенные оценки качества по ачх
- •9.2 Интегральные оценки
- •9.3 Порядок выполнения работы
- •9.4 Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10. Коррекция систем автоматического управления
- •10.1 Понятие о методах коррекции су. Законы регулирования
- •10.1.1 Типовые регуляторы и устойчивость. Методический пример
- •10.1.2 Анализ точности системы управления
- •10.2 Выбор оптимальных параметров регуляторов
- •10.3 Порядок выполнения работы
- •10.4 Контрольные вопросы
- •Список литературы
8.4 Контрольные вопросы
1. Преимущества критериев качества.
2. Каким критерием можно исследовать только замкнутые системы.
3. Каким критерием можно исследовать как разомкнутые, так и замкнутые системы.
4. Сформулируйте критерии Гурвица, Михайлова, Найквиста.
Лабораторная работа №9. Исследование качественных показателей автоматических систем
Цель работы: экспериментальное исследование качественных показателей системы управления, анализ влияния изменения параметров системы на устойчивость и качество переходных процессов.
9.1 Прямые и косвенные оценки качества
Устойчивость САУ является необходимым, но не достаточным условием ее работоспособности. Очевидно, что устойчивая система при отработке различных воздействий может оказаться недостаточно точной, переходные процессы управления могут затухать чересчур медленно, не будет обеспечена требуемая плавность изменения выхода, то есть система не сможет достаточно хорошо осуществить автоматическое управление.
Комплекс требований, определяющих поведение системы в установившемся и переходном процессах составляет понятие качества процесса управления. Однако создать единую объективную числовую оценку качества управления оказалось невозможным, поэтому в настоящее время существуют лишь частичные оценки отдельных наиболее характерных режимов:
– оценки точности в установившихся режимах;
– оценки качества переходных процессов.
В данной лабораторной работе рассматриваются прямые и косвенные оценки качества переходных процессов.
9.1.1 Прямые оценки качества
Чаще всего прямые оценки качества системы получают по кривой переходной характеристики h(t). При этом основными показателями, которыми характеризуется качество процесса управления, являются следующие (рисунок 9.1).
tр
t
а) колебательный процесс б) монотонный процесс
Рисунок 9.1 – Показатели качества переходного процесса
1. Время регулирования tp, определяющее длительность переходного процесса и характеризующее быстродействие системы. Временем регулирования tp считают тот промежуток времени, по истечении которого отклонения переходной характеристики h от установившегося значения не превышают допустимого значения ∆:
< ∆, .
Значение ∆ выбирают обычно равным 5% от hуст. Иногда устанавливают ∆ = 2% от hуст и даже ∆ = 1% от hуст, но такой выбор следует оговаривать.
2. Перерегулирование – максимальное отклонение переходной характеристики hmax1 от ее установившегося значения hуст. Характеризует склонность системы к колебаниям и выражается в %:
.
В большинстве случаев требуется, чтобы перерегулирование не превышало 10–30%, редко 70%. Но иногда требуется, чтобы перерегулирование отсутствовало и процесс был монотонным, то есть = 0.
3. Число колебаний М, которое имеет переходная характеристика h(t) за время регулирования tp. Это число обычно составляет 1–2, иногда 3–4 колебания, но в некоторых случаях колебания в системе недопустимы.
4. Колебательность переходного процесса. (в процентах)
.
Незатухающим колебаниям при этом соответствует колебательность равная 100%. Колебательность стремится к нулю при уменьшении до нуля второго максимума переходной характеристики, т.е. для монотонного процесса =0.
5. Частота колебаний , где Т – период колебаний для колебательных переходных характеристик.
6. Установившееся рассогласование, определяющее статическую точность системы
,
где g0 – заданное значение регулируемой величины; – абсолютное значение ошибки регулирования.
Дополнительные оценки качества:
7. Время достижения первого максимума tmax.
8. Время нарастания переходного процесса tн.
9. Декремент затухания , равный отношению модулей двух смежных перерегулирований:
.