Якість регулювання сау - студопедія

Якість роботи САУ оцінюють по величинам статичної та динамічної помилок. За цими характеристиками автоматичні системи бувають статичні і астатические.

Статична помилка - це різниця величин регульованого параметра в вихідному і кінцевому (після закінчення регулювання) станах рівноваги системи.

Малюнок 6.17 - Графік регулювання астатической (а) і статичної (б) САУ.

У астатической системі статична помилка дорівнює нулю, тобто система після процесу регулювання повертається в початковий стан рівноваги. У астатичних САУ кінцеве і початкове рівновагу збігається із завданням. Тому в цих САУ динамічна помилка дорівнює максимальному відхиленню параметра в процесі регулювання (рис. 6.17а).

У статичній системі в сталому стані - через досить довгий час після початку регулювання τ, завжди є статична помилка регулювання (ріс.6.17б).

Динамічна помилка - це максимальне в процесі регулювання відхилення регульованого параметра від кінцевого стану рівноваги

Час регулювання - це відрізок часу δτ з моменту нанесення на замкнуту САУ обурює впливу, після закінчення якого відміну регульованого параметра від кінцевого стану рівноваги стає рівним і менше ± 5% від заданої величини. Якщо задана величина дорівнює нулю, то ± 5% беруть від величини динамічного помилки.

Перерегулювання - це динамічна помилка, віднесена до номінальної величини регульованого параметра у відсотках.

Перерегулювання обчислюють за формулою:

Ступінь загасання - це показник якості, який характеризує, наскільки відсотків зменшується амплітуда коливань вихідного сигналу системи за один період коливань. Ступінь загасання ψ визначається за формулою:

де: δз - амплітуда коливань третього періоду. Якщо δз = 0, то ψ = 100%.

Узагальнений показник якості. Для визначення величини цього показника обчислюють інтеграл (площа підінтегральної фігури) зміни в процесі регулювання вихідного сигналу системи за період часу регулювання:

δ - амплітуду коливань беруть в квадраті, щоб підсумувати як позитивні, так і негативні відхилення вихідного сигналу. Природно, чим менше динамічна, статична помилки і час регулювання, тим менше величина інтеграла J і вище якість роботи САУ.

Оптимальні процеси регулювання.

На практиці часто вимоги до якості роботи проектованої САУ задаються не у вигляді величини окремих показників якості, а у вигляді вимоги реалізації одного з трьох оптимальних процесів регулювання.

Перший з них - апериодический процес регулювання показаний на рис. 6.18а.

Регульований параметр після відхилення плавно повертається до заданої величині. У цьому процесі в порівнянні з двома наступними буде мінімально час регулювання, але максимальна динамічна помилка.

Другий - процес регулювання з 20% перерегулюванням умовно дано на рис. 6.18б. У цьому процесі в порівнянні з апериодическим менше динамічна помилка, але більше час регулювання. Для цього процесу перерегулирование не повинно перевищувати 20%.

Третій-процес регулювання з мінімальним інтегральним показником якості (рис. 6.18в). У цьому процесі регулювання інтегральний показник якості зведений до мінімуму, а з трьох розглянутих оптимальних процесів регулювання буде мінімальна динамічна помилка, але час регулювання - максимальне.

Вибір оптимального процесу з трьох визначається видом технологічного процесу об'єкта управління. Іноді короткочасна велике динамічне помилка може бути дуже небезпечна. Наприклад, при управлінні тиском пари в котлі. Для такого об'єкта апериодический процес не найкращий. У деяких випадках велике час перерегулювання може бути небезпечним для проведення операції - наприклад, при випічці хліба, значне підвищення температури в печі не може бути тривалим.