8.Показатели качества регулирования. Оптимальный переходный процесс

Переходной процесс характеризует поведение системы в период с момента нанесения возмущения до установления нового равновесного состояния. Он зависит от динамических свойств объекта и регулятора, входных воздействий и начальных условий.

При одних и тех же воздействиях переходной процесс может протекать поразному. Вид переходного процесса и его характеристики позволяют оценить качество регулирования.

К ачество регулирования оценивается отклонением реального переходного процесса от заданного и показывает как быстро и точно в системе устанавливается новое равновесное состояние при ступенчатом возмущении.

Количественными показателями качества регулирования являются:

Статическая ошибка y_ст – отклонение нового установившегося значения регулируемой величины от заданного.

Динамическая ошибка y_дин – максимальное отклонение регулируемой величины от заданного в переходном процессе.

Время регулирования τ_Р – время, за которое регулируемая величина достигает нового установившегося значения с заданной точностью ± ε .

Интегральная квадратичная ошибка – квадрат площади между кривой переходного процесса и новым установившимся значением:

Перерегулирование, которое определяют по одной из формул:

где у₁ и у₂ – амплитуды первого и второго колебаний, направленных в противоположные стороны.

Чем меньше значения параметров, тем выше качество регулирования.

В качестве оптимальных выбирают один из трех переходных процессов:

граничный апериодический,
с 20% - ным перерегулированием,
с минимальной квадратичной площадью отклонения.

Граничный апериодический процесс характеризуется минимальным (по сравнению с другими) воздействием регулятора на объект, вследствие чего динамическая ошибка имеет наибольшее значение. Время регулирования в этом процессе – минимальное. Такой процесс используется в качестве оптимального при значительном влиянии регулирующего воздействия на другие параметры объекта.

Процесс с 20% -ным перерегулированием характеризуется бóльшим регулирующим воздействием. При этом динамическая ошибка несколько уменьшается, а время регулирования – увеличивается. Используется если допустимо перерегулирование.

Процесс с минимальной квадратичной площадью отклонения характеризуется самым большим регулирующим воздействием. Динамическое отклонение в процессе самое малое, а время регулирования - наибольшее. Используется в качестве оптимального если отклонение параметра от заданного должно быть минимальным.

9. Хар-ки усилительного и апериодического динамических звеньев

Любая АСР состоит из элементов или звеньев объединенных в схему при этом динамическая АСР зависит из динамических характеристик звеньев и способов соединения их в звенья их в звенья образующих АСР. Поэтому для получения динамических характеристик всей АСР нужно знать характеристики всех ее элементов. Объектов регулирования, датчиков, регуляторов и др.

Все элементы АСР по своим динамическим характеристикам, т.е по зависимости выходной величины можно классифицировать на следующие типовые звенья:

-безинерционные (усилительные);

-инерционные (апериодическое звено 1-го порядка);

-интегрирующая(астатическое звено 1-го порядка);

-дифференцирующие звенья;

-колебательно затухающее звено;

-аппериодическое звено 2-го порядка;

-звено чистого запаздывания.

Усилителительное – звено, в котором сигнал на выходе по формуле идентичен входному, но отличается по амплитуде и описывается в динамике y=k x(t) или в операторной форме y(p)=k x(p), передаточная функция W(p)=