3. Статическая характеристика системы управления

Статическая характеристика - зависимость установившегося значения выходного сигнала системы Yот входных сигналовХ(ход органа управления) иF(сила, прикладываемая к органу управления). Обычно рассматривают две статические характеристики по каждому из двух входных сигналов системы управления (рис. 19).

Параметры статической характеристики, определяющие управляемость системы:

1) коэффициент преобразования К;

2) холостой ход для L₀;

3) зона нечувствительности F₀;

4) гистерезис G.

1. Коэффициент преобразования

Коэффициент преобразования - в общем случае производная:

K_F=dY/dFилиK_Х=dy/dХ.

Если статическая характеристика линейная, то коэффициент преобразования - это отношение приращения установившихся значений Yк приращению входного сигнала:

K_F=ΔY/ΔFилиK_Х=ΔY/ΔХ.

Коэффициент преобразования Kоказывает очень сильное влияние на управляемость системы управления. При его увеличении снижается силаFна органе управления и ходХоргана управления (см. рис. 19).

Рис. 19. Пример статических характеристик по силе F, прикладываемой к органу управления и по перемещениюХ органа управления. Коэффициенты преобразованияK_FиK_Ххарактеристик 1 выше, чем характеристик 2, а силаF_MAXи ходX_MAX– меньше

Для обеспечения хорошей управляемости значения коэффициента преобразования Kдолжно приниматься по двум условиям:

1) сила на органе управления перемещение органа управления в пределах физиологических возможностей наиболее слабого и низкорослого водителя;

2) достаточная точность и скорость управления, для обеспечения которых учитывают тот факт, что время управляющего воздействия водителя t_Робычно складывается из двух фаз (рис. 20):

- фаза 1 - быстрый вывод Yна начальный (черновой) уровень в течение времениt₁;

- фаза 2 - точная настройка уровня Yв течение времениt₂.

	Рис. 21. Влияние коэффициента преобразования Ксистемы управления на длительность фазt1иt2и суммарное времяtРуправляющего воздействия
Рис. 20. Фазы управляющего воздействия водителя Y(t) на ступенчатое изменение заданного уровняY0(t)

При увеличении коэффициента преобразования К(рис.) уменьшается времяt₁1-й фазы управляющего воздействия, а при снижении коэффициента преобразованияК- времяt₂ 2-й фазы. Суммарное времяt_Рс ростом коэффициента преобразованияКсначала снижается, достигает минимумаt_Р.MIN, а затем возрастает. Оптимальное значение коэффициентаК_ОПТвыбирают по минимуму суммарного времени регулированияt_Р.MIN.

Однако такой подход в ряде систем управления бывает недостаточен. Например, тормозное управление ТС используется в двух режимах:

1. Экстренное торможение, когда требуется с максимальной скоростью переместить педаль до упора. Для этого желательно сократить ход педали до минимума.

2. Служебное торможение, когда надо плавно снизить скорость, обеспечивая при этом комфортабельность и сохранность груза. Для этого лучше увеличить ход педали.

Компромисс - нелинейная статическая характеристика по ходу педали. В зоне низких замедлений (служебное торможение) обеспечивается больший ход педали, а в зоне экстренных торможений короткий ход.