Система автоматичного регулювання
Систе́ма автомати́чного регулюва́ння (САР) — така система автоматичного керування (САК), задача якої полягає у підтримці вихідної величини об'єкта Х на заданому рівні Хзад.
Різновиди сар
Автоматичні системи можна класифікувати за багатьма ознаками:
за призначенням (системи керування технологічними режимами, апаратами і машинами),
за характером керованих величин (системи регулювання температури, густини середовища, тиску та ін.);
за видом енергії, що використовується для керування (електричні, гідравлічні, пневматичні й ін.) і т.д.
За характером зміни задавального впливу автоматичні системи розділяють на три типи: системи стабілізації, програмні системи і слідкуючі системи.
У залежності від характеру задавальної дії хв (t) (заданого значення керованої величини) розрізняють САР трьох видів:
система стабілізації,
система програмного управління,
слідкуюча система.
Крім того, виділяють системи екстремального регулювання
Лінійними автоматичними системами називають такі системи, які можна описати з достатньою точністю лінійними рівняннями (алгебраїчними, диференціальними, рівняннями в кінцевих різницях і т. д. Лінійні системи поділяють на стаціонарні і нестаціонарні. Параметри лінійних стаціонарних систем незмінні у часі, ці системи описуються лінійними рівняннями з постійними коефіцієнтами. Лінійні нестаціонарні системи мають змінні у часі параметри і описуються лінійними рівняннями із змінними коефіцієнтами.
Нелінійні системи — автоматичні системи, динаміка яких описується нелінійними рівняннями. Більшість автоматичних систем є нелінійними. Нелінійності виникають з різних причин: через наявність зон нечутливості і зони насичення в статичних характеристиках окремих елементів, при включенні в керуючий пристрій системи нелінійних елементів (реле) і т.ін. Якщо нелінійності сильно впливають на динамічні властивості системи, то їх враховують і досліджують систему як нелінійну. Однак у багатьох випадках, особливо в системах із зворотними зв'язками при малих відхиленнях, нелінійності впливають неістотним чином, і такі системи можна вважати лінійними.
Зі схеми (рис. 1) видно, що регулятор виконує функцію зворотного зв’язку (сигнал з виходу об’єкта надходить на його вхід). Зворотний зв’язок, утворений регулятором, звичайно називається головним зворотним зв’язком (ГЗЗ).
Якість автоматичного регулювання
Я́кість автомати́чного регулюва́ння (у автоматиці) — визначається видом перехідного процесу при регулюванні, тобто характером повернення регульованої величини до заданого значення після деякого збурення (з боку навантаження або завдання).
Показники якості
Основними прямими показниками якості регулювання є наступні:
Максимальне динамічне відхилення. Це найважливіший показник якості перехідного процесу, являє собою максимальну амплітуду відхилення вихідного параметра (y1, рис. 1). Найбільшим відхиленням у збіжному перехідному процесі буде перше відхилення, яке безпосередньо іде за збуренням.
Залишкове відхилення. Цей показник називають ще залишковою нерівномірністю. Характеризує величину відхилення регульованої величини від заданого значення по закінченні перехідного процесу. Залишкове відхилення характерне при застосуванні П-регулятора. Залежить від навантаження на об'єкт, його динамічних властивостей і настроювальних параметрів регулятора. (Див. Пропорційний закон регулювання).
Час регулювання. Це проміжок часу tр (рис. 1) від моменту надходження на вхід ступінчастого впливу (завдання, збурення) до моменту, коли відхилення регульованої величини від заданого значення стає меншим деякого відносно малого числа δ (зона нечутливості регулятора). Прийнято вважати, що перехідний процес закінчиться в той момент часу, починаючи з якого, відхилення регульованої вели¬чини відрізняється від сталого значення не більш ніж на 5%.
Перерегулювання – максимальне відхилення у2 керованої величини від нового заданого значення в бік, протилежний від початкового значення. У тих випадках, коли керована величина наближається до нового значення тільки з одного боку пере регулювання відсутнє (рис. а).
Квадратичний інтегральний критерій якості характеризує сумарну площу, обмежену кривою перехідного процес.