4 Показатели качества управления асу в установившемся динамическом режиме
Установившийся динамический режим наступает после окончания переходного процесса. В этом режиме управляемая величина и сигнал ошибки имеют только вынужденную составляющую, т. е. изменяются только под действием внешних воздействий.
В зависимости от свойств АСУ, от точки приложения и вида внешнего воздействия:
ошибка равна нулю;
ошибка равна постоянной величине;
ошибка неограниченно возрастает.
В установившемся динамическом режиме, как и в статическом, действует правило: точность воспроизведения системой управления задающего воздействия и точность подавления ею внешних возмущений тем лучше, чем больше передаточный коэффициент регулятора.
5 Показатели качества управления асу в переходном режиме
Точность АСУ в переходном режиме оценивают при помощи прямых и косвенных показателей качества.
Прямые показатели качества определяют по графику переходного процесса, возникающегов системе при ступенчатом внешнем воздействии.
Косвенные показатели качества определяют по распределению корней характеристического уравнения или по частотным характеристикам системы.
В настоящее время разработаны и получили широкое распространение мощные средства компьютерного моделирования АСУ, позволяющие точно и быстро вычислять переходный процесс, т. е. оценивать точность системы через прямые показатели качества. Поэтому на этих показателях качества и сосредоточим свое внимание.
Характер затухания переходного процесса
Если переходные процессы представляют собой реакцию на скачкообразные воздействия, то их подразделяют на колебательные процессы (кривая 1 на рис. 3) и процессы без перерегулирования (кривая 2).
Рис. 3 Типовые переходные процессы: а – по заданию; б – по возмущению
Примеры переходных процессов в системах управления при скачкообразном воздействии по каналу задания и каналу возмущения приведены на рисунках. 4, 5.
На графиках переходных процессов, вызванных ступенчатым изменением задающего воздействия xз(t) (рис. 4) и возмущения xв(t), действующего на выходе объекта, (рис. 5), за начало отсчета для управляемой величины x(t) принято значение x(0), которое было до подачи ступенчатого воздействия.
6 Прямые показатели качества процесса управления (регулирования) по каналу задания
Прежде всего познакомимся с показателями качества переходного процесса, вызванного ступенчатым изменением задающего воздействия xз(t) (рис. 4).
Перерегулирование σ - величина, равная отношению первого максимального отклонения xм управляемой величины x(t) от ее установившегося значения x(∞) к этому установившемуся значению.
Качество управления считается удовлетворительным, если перерегулирование не превышает 30…40%.
Степень затухания
Интенсивность затухания колебаний в системе считается удовлетворительной, если ψ = 0,75…0,95.
Длительность переходного процесса (время регулирования) tп – интервал времени от момента приложения ступенчатого воздействия до момента, после которого отклонения управляемой величины x(t) от ее нового установившегося значения x(∞) становятся меньше некоторого заданного числа δп. В промышленной автоматике величину δп обычно принимают равной 5% от установившегося значения x(∞).
Колебательность N – число переходов управляемой величины x(t) через ее установившееся значение x(∞) за время переходного процесса tп.
Рис. 4 Прямые показатели качества процесса управления (регулирования) по каналу задания