7. Качество процессов автоматического управления.

САУ характеризуются не только устойчивостью, но и другими динамическими характеристиками или свойствами. К таким динамическим свойствам относятся:

• Поведение системы в начальный момент времени (сразу после приложения воздействия).

• Характер поведения управляемой переменной в переходном процессе.

• Поведение системы при приближении к новому установившемуся состоянию.

• Длительность перехода системы из одного установившегося состояния в другое.

Если при рассмотрении устойчивости линейных систем было определено, что устойчивость не зависит от входных воздействий, а определяется только параметрами системы, то при исследовании качества вид входного воздействия и его амплитудное значение имеют существенное значение.

Все методы анализа качества переходного процесса можно разделить на две группы:

1. Прямые методы – это непосредственное решение дифференциальных уравнений, которые описывают систему и выполнение графического построения переходного процесса. Эти методы наиболее точны и находят все более широкое применение.

Прямые показатели качества оценивают по переходным характеристикам. При этом прямые показатели качества делят на:

Основные:

1. Вид переходной характеристики.(колебательная, амплитудная и т. д.)

2. Время переходного процесса()(длительность регулирования)

3. Величина наибольшего отклонения в переходном процессе – перерегулирование.(,%)

4. Величина допустимой установившейся ошибки(∆, % от y_∞).

5. Колебательность переходного процесса, характеризуется числом колебаний за время регулирования.

Вспомогательные:

1. Время установления()- время, за которое выходная величина достигает максимального значения.

2. Время запаздывания() – время, за которое выходная величина изменяется от 0 до 0.5установившегося значения.

3. Время нарастания(t_нар) – время, за которое выходная величина изменяется от 10 до 90% своего установившегося значения.

2. Косвенные методы позволяют обойти непосредственное решение уравнений, описывающих систему. Применяют обычно следующие косвенные методы:

1. Корневые (основаны на факте зависимости переходного процесса от корней характеристического уравнения, таким образом, зная корни хар-го ур-ния, можно оценить вид и некоторые параметры переходного процесса).

2. Частотный (основан на взаимной связи переходных процессов и частотных характеристик САУ, их удобно использовать совместно с исследованием устойчивости по критерию Найквиста).

3. Интегральные (нацелены на получение общей оценки скорости затухания и величины отклонения регулируемого параметра одновременно).

Сущностью косвенных методов является:

• Замена точного управления динамики САУ приближенным за счет отбрасываемых слагаемых левой части, имеющих на нерасчетных частотах малые значения, а также замена сложной функции внешнего воздействия более простой функцией.

• Оценка качества процесса по распределению нулей и полюсов ПФ с использованием нормировочных диаграмм

• Использование интегральных оценок и метода стандартных коэффициентов при приближении некоего процесса к некоторому эталонному

• Оценка качества процесса по виду вещественной ЧХ

Замена точного управления приближенным является наиболее частым способом при косвенной оценке качества. Такая аналитическая аппроксимация может быть применена предварительно к ПФ.

По виду переходных процессов можно определить следующие показатели качества:

1

Монотонный Колебательный Апериодический S- образный

Это группа процессов статических объектов.

В динамических объектах:

1 - идеально интегрирующее звено

2 - реально интегрирующее звено

1 2

Основным показателем качества систем является установившаяся(статическая) ошибка. Допустимое значение статической ошибки () не должно превышать 5% от.