1.Динамические свойства систем автоматического регулирования

Требования, предъявляемые к поведению стабилизирующих систем автоматического регулирования (САР) в динамике, зависят от их назначения, характера воздействий, конкретных условий и т.д. и могут быть самыми различными. Их можно подразделить на следующие категории:

- по запасам устойчивости системы;

- по величине ошибок в установившемся состоянии;

- по поведению системы в переходном процессе.

Обеспечение запасов устойчивости является первым и важнейшим условием нормальной работы САР. Однако понятие устойчивости свя­зано с рассмотрением

поведения системы при отсутствии воздейст­вий и является лишь необходимым, но далеко недостаточным для характеристики свойств САР в условиях их работы при наличии воз­мущений. Достаточным условием следует считать качество процес­сов регулирования, которое оценивается видом переходных процес­сов и ошибками на установившихся режимах.

Качество переходных процессов стабилизирующей системы обычно оценивают по переходной функции, которая представляет собой ре­шению системы на воздействие (x_з=∆n_зад , f=∆N ) типа сту­пенчатой функции. На примере переходной функции x(t)- рис.14 рассмотрены показатели качества процесса регулирования: время регулирования t_p , перерегулирование σ , статическая ошибка ∆x_s=δ, остаточное отклонение, степень затухания ψ и др. Оп­ределение этих показателей приведено в работе № 3.

2.Зависимость динамических свойств регулятора частоты вращения судового двигателя м -50 от параметров настройки

Математическое описание регулятора имеет вид

где ∆m – изменение положения сервопоршня 7 (см.рис.2) выходной координаты регулятора; ∆n – изменение частоты вращения двигателя; ∆g – изменение положения задающего рычага по шкале 29; T²₂=M/C;T₁=β/C –коэффициенты уравнения; M - приведенная к муфте центробежного маятника масса всех подвижных частей регулятора; C – жесткость пружины (см.рис.2); β – коэффициент вязкого трения.

Полное решение такого уравнения:

Где ∆ -частное решение уравнения регулятора; ∆ - общее решение однородного уравнения регулятора, которому соответствует характеристическое уравнение вида

При ступенчатом изменении входных сигналов на величину ∆n и ∆g₀ частное решение:

Общее решение определяется значениям корней характеристического уравнения. Если корни вещественные (T₁>2T₂), решение ∆m имеет апериодический характер; если корни комплексные (T₁<2T₂), решение ∆m носит колебательный характер. Если коэффициент вязкого трения β будет настолько мал, что им можно пренебречь, то коэффициент T₁ будет равен нулю, а однородное уравнение получит вид

Такое уравнение описывает, как известно, незатухающий колебательный процесс с постоянной амплитудой и периодом колебаний.

Таким образом, автоматический регулятор может быть причиной колебаний в САР.

Конструкция регулятора такова, что дает возможность изменять его динамические свойства. Для этого применен катаракт 33 (см.рис.2). Положение α иглы 3 можно изменят проходное сечение отверстия в камере катаракта. Сто приводит к изменению коэффициента вязкого рения β, а это, как было показано выше, - к изменению динамических свойств регулятора.