Читайте также:
|
|
Устойчивость системы является весьма важной ее характеристикой, определяющей работоспособность системы. Однако система должна не просто работать, но и обеспечивать требуемое качество работы. Теория автоматического управления рассматривает процессы в системах автоматического управления. Поэтому показатели качества работы системы связываются с качеством переходных процессов в системе при внешних воздействиях на систему.
Для полной характеристики системы автоматического управления применяют качественные показатели, характеризующие свойства системы. Качественные показатели системы можно разделить на следующие группы.
1. Оценки точности управления в системе, использующие величину ошибки системы.
2. Оценка запаса устойчивости системы, характеризующая склонность системы к потере устойчивости.
3. Оценка быстродействия системы.
4. Косвенные и интегральные оценки, косвенно характеризующие точность и быстродействие системы.
При определении качественных показателей системы обычно рассматривается переходная характеристика системы в результате ступенчатого внешнего воздействия на систему. При рассмотрении переходной характеристики можно сделать ряд заключений о качестве системы. Следует иметь в виду, что оценка качества имеет смысл только для заведомо устойчивых систем. Неустойчивая система неработоспособна и невозможно обсуждать качество её работы.
Прежде всего, во внимание принимается вид переходной характеристики: апериодическая характеристика или колебательная характеристика. Наиболее благоприятны плавные апериодические процессы в системах. При колебательных процессах в системе возникают перегрузки, динамика системы становится хуже и длительность переходных процессов увеличивается. Поэтому колебательные процессы в системах либо не допускаются, либо на такие процессы накладываются жесткие ограничения.
В качестве примера для оценки качества системы на рис. 98 показана колебательная переходная характеристика в системе. Для оценки быстродействия системы используется величина длительности tп переходного процесса в системе.
Длительность переходного процесса определяется временем tп установления выходной величины y(t), по истечению которого абсолютное отклонение выходной величины y(t) от её установившегося значения не будет превышать некоторое установленное допустимое значение :
.
В качестве допустимого отклонения часто используют отклонение от установившегося значения в 5 %.
Целью управления в автоматической системе является обеспечение заданного значения управляемой величины в каждый момент времени. Реальное значение управляемой величины в каждый момент времени будет отличаться от заданного из-за ошибки системы управления. Эта ошибка в разные моменты времени переходного процесса различна и носит название динамической ошибки системы управления:
.
Динамическая ошибка описывается функцией времени, и использовать её для характеристики точности системы неудобно.
Если переходный процесс в системе носит колебательный характер, то в системе возникает перерегулирование (или "заброс") выходной величины, которое характеризуется величиной перерегулирования:
.
Величина перерегулирования является составляющей характеристики точности системы.
Статическая точность системы характеризуется наибольшим отклонением ее выходной величины в установившемся режиме от заданного значения:
,
где - заданное постоянное значение входной величины в системе.
Требования, предъявляемые к перечисленным качественным показателям системы, можно сформировать графически в виде некоторой области, за пределы которой не должна выходить переходная характеристика системы (рис. 98).
В общем случае для определения качественных показателей системы автоматического управления, вообще говоря, необходимо найти графическое изображение переходной характеристики и оценить полученный график. В теории управления существуют две группы методов оценки качества систем автоматического управления.
1. Прямые методы оценки качества. Основываются на непосредственном получении и оценке переходной характеристики системы. Переходная характеристика может быть получена путем аналитического или численного расчёта.
2. Косвенные методы оценки качества. Позволяют получить некоторые числовые характеристики для системы, косвенно связанные с её быстродействием и точностью. К косвенным методам относятся: а) метод оценки распределения корней характеристического полинома на комплексной плоскости, б) метод интегральных оценок, в) частотный метод. Последний имеет наибольшее распространение.
Дата добавления: 2015-09-02; просмотров: 136 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Построение области устойчивости системы методом D-разбиения | | | Статическая ошибка системы |