Тренувальні завдання
1 Разом з проблемою стійкості при синтезі систем автоматичного регулювання є проблема якості регулювання, що характеризує точність і плавність протікання перехідного процесу. Для оцінки якості регулювання в кількісній формі використовуються показники якості, які підрозділяються на прямі, непрямі, частотні, інтегральні.
А Які показники якості називаються прямими і чому?
В Який з непрямих показників якості регулювання використовують для оцінки якості коливальних перехідних процесів?
С Що є позитивним фактом використання інтегральних критеріїв якості регулювання?
2 В інженерній практиці широко використовуються частотні методи дослідження систем управління, які дозволяють оцінити якість регулювання по дійсним частотним характеристикам.
А Якщо ДЧХ представлена сумою, то що являє собою перехідний процес?
В Якщо ДЧХ по осі координат збільшили в а раз, то як зміниться перехідний процес?
С Як визначити початкове і кінцеве значення перехідного процесу?
8.5 Тести
1 Який показник відноситься до групи прямих показників якості регулювання?
А Ступінь стійкості.
В Час регулювання.
С Початкове відхилення.
2 Який показник якості називається статичною похибкою?
А Максимальне відхилення від заданого значення.
В Відхилення від заданого значення в сталому стані.
С Різниця між максимальним і мінімальним значеннями перехідного процесу.
3 Ступінь згасання визначається як:
де
,
,
- амплітуди
вихідних
коливань.
4 Якщо η – ступінь стійкості, то час регулювання аперіодичних перехідних процесів визначається як:
5Оцінка статичної похибки може бути отримана як:
6 Інтегральний квадратичний критерій якості регулювання - це:
7При аналізі перехідного процесу за допомогою ДЧХ необхідно привести у відповідність масштаби по осям координат. Якщо ДЧХ збільшилася в α раз, тобто стала αRе(ω), то перехідний процес:
8 Умовою монотонності протікання перехідного процесу є:
9 Методи розрахунку настроювальних параметрів для сар
9.1 Постановка задачі
Задачі синтезу можна розглядати як зворотні задачі аналізу. Вони підрозділяються на два види: по-перше, потрібно визначити структуру, по-друге, параметри системи за заданими показниками якості.
Синтез є найважливішим етапом проектування і конструювання систем, основним і найбільш важливим додатком результатів, отриманих теорією автоматичного управління. При рішенні задачі повного синтезу необхідно визначити алгоритмічну і функціональну структури системи.
Алгоритмічну структуру системи знаходять за допомогою математичних методів на підставі вимог, записаних в математичній формі. У зв'язку з цим процедуру відшукання алгоритмічної структури називають теоретичним синтезом або аналітичним конструюванням системи управління.
Синтез функціональної структури полягає у виборі конкретних елементів системи і узгодженні їх характеристик. Цей етап проектування не має поки строгої математичної основи і відноситься до області інженерного мистецтва. Послідовність вирішення завдань повного синтезу може бути різною.
У простих випадках задачу іноді вдається вирішити з методологічної точки зору в ідеальній послідовності. При проектуванні складних промислових систем управління застосувати таку послідовність, як правило, виявляється неможливо, тому в більшості випадків задачу синтезу вирішують таким чином.
Спочатку, виходячи з вимог призначення системи і враховуючи умови її роботи, по каталогах серійного устаткування вибирають функціонально необхідні елементи: регулюючий орган, виконавчий пристрій, датчики, які разом з об'єктом управління утворюють незмінну частину системи. Потім на підставі вимог до статичних і динамічних властивостей системи визначають її змінну частину, алгоритмічна структура якої знаходиться з урахуванням властивостей вибраних функціонально необхідних елементів. Технічна ж реалізація здійснюється з використанням стандартних уніфікованих регуляторів і різних корегуючих і компенсуючих пристроїв. Процеси визначення алгоритмічної і функціональної структур системи управління тісно переплітаються між собою, їх доводиться виконувати по кілька разів. Остаточне рішення про структуру системи ухвалюється на основі компромісу між точністю і якістю роботи системи, з одного боку, і простотою і надійністю - з іншого.
Завершальним етапом проектування системи управління є розрахунок настроювальних параметрів вибраного регулятора. У розділі 7 наголошувалося, що під синтезом стійких систем розумілося визначення параметрів настройок регуляторів при відомій структурі. Нижче приводяться методи розрахунку настроювальних параметрів для одноконтурної системи автоматичного управління.
В даний час розроблено багато методів розрахунку настройок регулятора, одні з них є точнішими, але трудомісткими, інші - простими, але наближеними. У всіх методах необхідно забезпечити процес регулювання, який, як правило, задовольняє двом вибраним критеріям, один з яких дозволяє забезпечити заданий запас стійкості, а другий - забезпечити якість регулювання.