1.3.4. Основные технические требования, предъявляемые к сар
Основное требование - сокращение заданной функциональной зависимости между управляющими и регулируемыми переменными на входе и выходе системы. Идеальных систем, реализующих это требование, нет. Следовательно, речь может идти о приближении работы системы к идеальной. В связи с этим, задача проектирования САР состоит в том, чтобы найти разумный компромисс между стремлением получить высокое качество работы и достичь этого максимально простыми техническими средствами.
Различают следующие категории технических требований:
устойчивость работы системы, соблюдение необходимых запасов устойчивости. Это максимально важное и необходимое требование;
точность работы системы в установившемся режиме или статическая точность;
поведение системы в переходном процессе или установившееся качество переходного процесса;
динамическая точность системы или значение ошибки при непрерывно изменяющемся воздействии.
помехозащищенность.
Наиболее существенное требование - требование устойчивости. Запасы устойчивости должны быть такими, чтобы обеспечивалась возможность изменения в определенных пределах параметров системы во время ее работы.
Системы с обратной связью склонны к колебаниям. Собственные колебания САР должны быть затухающими.
Анализ динамики САР обычно проводят в предположении действия на нее некоторого типового возмущающего воздействия, что позволяет судить о точности системы и о качестве регулирования.
1.3.5. Виды воздействий на сар
К САР могут быть приложены управляющие и возмущающие воздействия. Возмущающие воздействия в зависимости от того, чем они обусловлены, делят на нагрузку и помехи. Нагрузка - внешнее воздействие, приложенное к регулируемому объекту, не зависящее от регулятора и обусловленное работой самого регулируемого объекта (нагрузка на валу двигателя). Помехи - внешние воздействия на определенные элементы системы, не связанные с ее работой (боковой порыв ветра).
Для исследования динамических свойств элементов и систем удобно оценивать их реакцию на воздействие сигналов определенной формы – типовых сигналов. В качестве типовых воздействий рассматривают следующие функции.
Единичная ступенчатая функция
Единичная ступенчатая функция отражает сброс или очень большое увеличение нагрузки на регулируемый объект (мгновенный поворот входного вала следящей системы).
;
Рис. 1.11. Единичное ступенчатое воздействие:
а) включение нагрузки;
б) сброс нагрузки.
Единичная импульсная функция
Единичная импульсная функция описывает кратковременное воздействие, имеющее характер импульсного толчка. Это воздействие описывается с помощью функций Дирака:
Рис. 1.12. Единичная импульсная функция
Время действия функции исчезающе мало. Реальные импульсные воздействия на САУ всегда конечны по величине и по продолжительности. Но если продолжительность их мала по сравнению с временем переходного процесса звена этой системы, то с большой точностью реальный импульс может быть заменен единичной импульсной функцией.