Оценка качества регулирования

Как уже было отмечено, каждая система автоматического регулирования характеризуется:

• устойчивостью,

• точностью в установившихся режимах,

• качеством переходных характеристик (быстродействие системы).

Точность в установившихся режимах и качество переходных характеристик - качество регулирования.

Точность характеризуется наличием рассогласования в различных установившихся режимах (или его отсутствием) и коэффициентами ошибки.

Для оценки качества переходных характеристик используют прямые оценки переходного процесса, вызываемого (чаще всего) единичным ступенчатым воздействием. Применяются и приближенные косвенные оценки качества: частотные, интегральные, корневые.

Качество систем, внешние воздействия которых есть случайные функции времени, принято оценивать среднеквадратичным значением рассогласования, другими статистическими функциями.

Показатели качества переходной характеристики

Важное значение имеет переходный процесс, возникающий при быстром (мгновенном) изменении задающего воздействия или возмущения от одного значения до другого. Чем с большей скоростью и плавностью протекает такой процесс, тем меньше его продолжительность и значение рассогласования.

Одной из оценок качества регулирования служит оценка переходной характеристики системы относительно задающего воздействия. Имеется ввиду, что чем лучше переходная характеристика, тем лучше система будет отрабатывать произвольное задающее воздействие.

Переходные характеристики бывают монотонными и колебательными. (На рисунке приведена колебательная переходная характеристика). В колебательной характеристике имеют место переходы через установившееся значение - перерегулирования.

Основные показатели качества: перерегулирование , время регулирования (время процесса), время первого согласования.

Перерегулирование(определяется величиной первого выброса) - отношение разности максимального значения переходной характеристики и ее установившегося значения к величине установившегося значения. Измеряется обычно в процентах.

.

Время регулирования- длительность переходного процесса. Правда, в идеальной системе переходный процесс бесконечен. Поэтому временем регулирования считают тот интервал времени, по истечении которого отклонения переходной характеристики от установившегося значения не превышают. Значенияобычно принимают 5%, 2%, а иногда и 1%. Но такой выбор всегда оговаривается.

Существенным показателем служит КолебательностьМ, определяемая числом полных колебаний (число максимумов характеристики) за время переходного процесса. Обычно при=5%М = 1 ... 2 (желательно). Чем меньше эта величина, тем лучше.

Логарифмический декремент затухания характеризует скорость затухания колебательного процесса.

.

В системе кроме качества воспроизведения задающих воздействий анализируется подавление влияния возмущений. Таким образом, рассматривается переходная характеристика системы по возмущению . Особенность данной характеристики в том, что ее установившееся значение должно быть весьма малым в статической системе и равно нулю в астатической системе (об этом позднее).

Понятие перерегулирования для характеристики по возмущению не имеет смысла, и данные характеристики оценивают непосредственно максимальным значением .