1.3.Якість процесу регулювання.

План.

1.Критерії стійкості систем регулювання.

2.Показники якості процесу регулювання.

3.Типові перехідні процеси.

Для того щоб система автоматичного регулювання відповідала своєму призначенню, вона насамперед повинна бути стійкої.

Під стійкістю розуміється властивість системи повертатися до сталого стану після припинення дії збурювання, що вивело неї із цього стану. Стійкої є система регулювання із загасаючим перехідним процесом.

Стійкість є необхідним, але недостатньою умовою технічної придатності системи. Крім стійкості, до перехідного процесу системи регулювання пред'являються вимоги, що обумовлюють його якісні показники: х

Рис. 14. Графік стійкого перехідного процесу з показниками якості регулювання.

а) максимальне відхилення регульованої величини;

б) величина перерегулювання;

в) погрішності регулювання;

г) час регулювання

М аксимальне відхилення від завдання регульованої величини може бути різним, але чим менше максимальне відхилення, тим вище якість регулювання . В. первісному сталому стані системи регульованою величиною було Хуст1. Потім завдання регульованої величини було змінено до –Хуст2. Тільки після цього наступає перехідний процес, під час якого регульована величина приймає різні значення. Максимальне відхилення від завдання регульованої величини визначається ординатою –Хмакс

Величина перерегулювання. При переході з одного сталого стану в інше, тобто в перехідному процесі, можуть бути два випадки наближення регульованої величини до нового значення:

наближення відбувається тільки з одного боку, не виходити за межі, обмежені новим і старим значеннями завдання;

регульована величина наближається до нового заданому значенню, однак при цьому її відхилення виявляються двосторонніми й виходять за зазначену нову межу, тобто відбувається перерегулювання.

Величина перерегулювання не повинна перевищувати максимально припустимого значення, що визначається як Макс-Хуст.2. Чим більше перерегулювання, тим більше коливальним і тривалим буде процес.

Для аналізу якості роботи САР потрібно знати величину погрішності регулювання - відхилення регульованої величини від заданого значення. Звичайно погрішність регулювання розділяють на дві складові - на перехідну, або динамічну, і на статичну, або сталу. Статична погрішність також складається із двох складових. Перша обумовлена точністю виконання окремих ланок системи регулювання й залежить від зазорів у кінематичних парах і електричних контактах, від сил сухого тертя, тобто причин, що викликають нечутливість регулятора Друга складова статичної погрішності - це властне статична помилка, що залежить від конструкції системи автоматичного регулювання і її навантаження. Найбільше відхилення регульованої величини, що виникає через максимальну зміну навантаження й залишається в САР після закінчення перехідного процесу, називається статичною помилкою. В астатическій системі таких помилок немає.

Межа можливих відхилень регульованого параметра в сталому режимі називається зоною нечутливості регулятора. У цій зоні коливання регульованого параметра не викликають включення регулятора в роботу. Величина зони нечутливості задається технічними умовами для даної конкретної системи автоматичного регулювання. Звичайно зона нечутливості не повинна перевищувати ±5% від заданої регульованої величини –Хуст.

Час регулювання Т — час перехідного процесу від моменту додатка впливу t1 (або зміни завдання) до системи регулювання й до моменту коли регульована величина входить у зону нечутливості.

Н айпростішими показниками якості перехідних процесів прийнято вважати максимальне відхилення регульованого параметра від заданого значення й тривалість процесу регулювання. Розглянемо процес регулювання в одноконтурної АСР, що включає об'єкт і регулятор. Чим менше амплітуди першого відхилення регульованого параметра при загальному загасаючому характері процесу регулювання, тим краще працює АСР, при цьому враховують і час регулювання t_Pe, за яке параметр р повернеться у вихідний стан або не буде виходити за межі зони нечутливості А. Зону нечутливості визначають як область, у якій зміни параметра р незначні й не викликають дії регулятора.

Процес регулювання звичайно вважається задовільним, якщо він відповідає двом показникам якості: динамічному відхиленню (або першій амплітуді) і тривалості процесу регулювання

Перехідні процеси в автоматичній системі регулювання:

а — загасаючі коливання, б — незатухаючі коливання, в — розбіжні коливання