2023_10_25_01_ТАУ_лекция_01

Классификация звеньев

•Первый признак - порядок оператора = порядок старшей производной

•Второй признак - вид оператора

•Типовые звенья

•Пропорциональное (безинерционное) W(p) = Y(p) / U(p) = K

•Инерционное (апериодическое) W(p) = 1 / (Tp+1)

•Колебательное W(p) = K / ((T0)2p2 + T1p + 1)

•Интегрирующее W(p) = 1 / (Tp)

•Дифференцирующее W(p) = Tp

•Запаздывающее (звено задержки) W(p) = e-p

Временные характеристики САУ

•Для определения динамических свойств звеньев (и систем в целом) применяют типовые функции входных сигналов

•Ступенчатая функция (скачок)

•Единичный импульс

•Гармонический сигнал

•Степенные функции

•Переходная функция h(t) – реакция системы на ступенчаное воздействие

•Импульсная переходная (весовая) функция (t) – реакция системы на единичное импульсное воздействие

•Единичный импульс (t) = 1’(t) имеет “единичную площадь”

Временные характеристики САУ

•Изменение выходной величины при ступенчатом (а) и импульсном (б) воздействии

Требования к управлению

•Особенности требований к различным системам автоматического управления

•Системы стабилизации: важны свойства установившегося режима

•Следящие системы: необходимо требуемое качество переходных процессов

•...

Требования к управлению

•Точность. В установившемся режиме должно поддерживаться заданное значение выхода системы, ошибка (разность фактического и желаемого значения) не должна превышать допустимую

•Температура в системе охлаждения, давление в ресивере системы тормозов, давление в системе подачи топлива и др.

•Устойчивость. Система должна оставаться устойчивой во всех режимах

•Отсутствие блокировки колёс при работе АБС и системы курсовой устойчивости, отсутствие автоколебаний в усилителе рулевого управления, отсутствие автоколебаний в системах активной подвески и др.

Требования к управлению

•Качество переходных процессов. При изменении желаемой величины управляемого параметра система должна переходить в нужное состояние возможно быстрее и переход должен осуществляться плавно

•Поворот управляемых колёс усилителем рулевого управления, системы управления двигателем, система поддержания заданной

скорости движения (круиз-контроль) и др.

•Робастность. Система должна сохранять устойчивость и приемлимое качество управления при отклонении (в определённых пределах) динамических свойств объекта управления и внешних возмущений от значений, использовавшихся при проектировании СУ

•Парирование изменения массы объекта управления, температурных условий, изменений физических параметров рабочих сред и др.

Точность управления

•Цель: e(t) = 0

•В общем случае в переходных режимах (x(t) const) достижение цели невозможно, но “приближение” необходимо

•В установившемся режиме возможно в астатических системах

•Для компенсации постоянного значения входного сигнала необходим один интегратор (астатизм первого порядка), для компенсации линейнонарастающего входного сигнала необходимы два интегратора (астатизм

второго порядка)

•Введение интеграторов ухудшает переходные процессы, осложняет стабилизацию системы, снижает быстродействие