- •Задачи курса. Наука управления техническими, социальными и информационными системами; ее место в современном обществе.
- •2.Физический и информационно-гомеостатический аспекты теории управления.
- •4. Рабочие операции и операции управления.
- •5. Общие принципы системной организации.
- •7. Принцип разомкнутого управления. Принцип управления по отклонению. Принцип регулирования по возмущению.
- •Примеры работы систем, построенных на основе различных принципов управления.
- •12. Общие условия устойчивости линейной системы.
- •13. Границы устойчивости системы.
- •16. Методы оценки качества переходного процесса.
- •17. Постановка задачи коррекции. Назначение корректирующих устройств.
- •18. Синтез корректирующих устройств. Техническая реализация корректирующих устройств
- •19. Структурная и функциональная схемы систем дискретного регулирования.
- •1. Дискретизация по времени, импульсные сар ( рис. 15);
- •Типы дискретных систем.
- •21. Математическое описание цифровых систем.
- •22. Нелинейные системы и методы их анализа
- •23. Общее информационное представление системы управления.
- •24. Понятия внутренней, отображающей и управляющей информации о процессе управления.
- •25. Развитие систем управления в виде индивидуального и группового приспособления к изменениям. Интеллектуализация систем управления. Общие сведения о омеостатическом принципе управления
16. Методы оценки качества переходного процесса.
Качество процесса управления определяется поведением автоматической системы при переходе с одного режима работы на другой. Различают следующие основные показатели качества процесса управления: колебательность переходного процесса, максимальное отклонение (перерегулирование) управляемой переменной от заданного значения, точность, время переходного процесса.
Изменение выходной координаты в переходном режиме называют переходным процессом. Переходный процесс определяется решением дифференциального уравнения в виде , (6.1)
где – принужденная составляющая, обусловленная отработкой задающего воздействия,
– переходная (свободная) составляющая, обусловленная отработкой системой ненулевых начальных условий.
В общем случае этот процесс представляет собой сложное движение, характер которого зависит от поведения переходной составляющей и от формы начального участка принужденной составляющей. Для практики важно знать, как быстро система входит в установившийся режим, как велики перерегулирования во время переходного процесса и т. д., т. е. в понятие качества САУ нужно включить качество переходных процессов.
После окончания переходных процессов в системе устанавливается режим, когда с той или иной степенью точности выходная координата следует за задающим воздействием. На характер изменения выходной координаты в установившемся режиме существенное влияние оказывает форма воздействий. Иными словами, качество одной и той же системы зависит от характера приложенных к ней воздействий. Качество системы в установившемся режиме зависит также от ее структуры и параметров, поэтому, чтобы характеризовать свойства системы, в общее понятие качества надо включить и оценку качества установившегося режима.
Методы оценки качества процесса управления могут быть самыми различными, но определяются они в основном тремя факторами. Во-первых, они зависят от выбора критерия качества (когда систему считать «хорошей», а когда «плохой»); во-вторых, от исследуемого режима работы системы (в переходном режиме ошибки управления намного больше, чем в установившемся, а значит, и методы исследования должны быть разные); в-третьих, от характеристик воздействий.
Вследствие неидеальности реальной САУ ухудшается ее качество, т. е. реальная выходная координата всегда отличается от желаемой Ошибка управления входит в некоторый функционал , называемый оценкой точности. Функционал может иметь самую разнообразную форму, выбор которой зависит от смысла задачи и метода ее решения. Наиболее простое значение функционала: .
Оценки качества переходных процессов подразделяются на прямые и косвенные. На рис. 6.1 приведена классификация методов исследования переходных процессов.
Рис. 6.1. Классификация методов исследования переходных процессов
17. Постановка задачи коррекции. Назначение корректирующих устройств.
Постановка задачи — точная формулировка условий задачи с описанием входной и выходной информации.
Входная информация по задаче — данные, поступающие на вход задачи и используемые для её решения.
Выходная информация может быть представлена в виде документов, кадров на экране монитора, информации в базе данных, выходного сигнала устройству управления.
Постановка задачи разрабатывается организацией, разработчиком программной продукции, на основании технического задания совместно с заказчиком. Главный исполнитель — это разработчик.
Основная задача корректирующих устройств состоит в улучшении точности системы и качества переходных процессов. Однако наряду с этим путем дополнительного введения в систему корректирующих устройств решается более общая задача - обеспечение устойчивости системы, если она была неустойчивой, а затем и желаемого качества процесса управления.
Различают три вида основных корректирующих устройств.
Последовательные корректирующие устройства. Они вводятся в цепь регулятора последовательно с другими звеньями. На рис.8.2 представлена структурная схема системы с последовательным корректирующим устройством.
Способ коррекции с помощью последовательного корректирующего устройства не требует сложных расчетов и прост в практическом исполнении. Поэтому он нашел широкое применение, особенно при коррекции систем, в которых используется электрический сигнал в виде напряжения постоянного тока, величина которого функционально связана с сигналом рассогласования. Однако, последовательные корректирующие устройства не ослабляют влияния изменений параметров элементом системы на ее показатели качества. Поэтому последовательные корректирующие устройства рекомендуется применять в системах, в которых элементы имеют достаточно стабильные параметры.
Параллельные корректирующие устройства. Они вводятся в цепь регулятора параллельно с другими звеньями. На рис.8.3 представлена структурная схема системы с параллельным корректирующим устройством..
Коррекция систем управления с помощью параллельного корректирующего устройства эффективна, когда требуется формировать сложные законы управления с введением производных и интегралов от сигнала ошибки. Примером этому могут служить рассмотренные ранее типовые регуляторы..
Коррекция местной обратной связью используется в системах автоматического управления наиболее часто. Корректирующая обратная связь образует в системе внутренний контур помимо контура, образуемого главной обратной связью. В подавляющем большинстве случаев используются отрицательные корректирующие обратные связи, однако могут применяться также и положительные обратные связи, например в комбинированных системах с компенсацией динамических ошибок.
Отрицательная корректирующая обратная связь позволяет существенно ослаблять влияние изменения параметров элементов и их нелинейностей, входящих в местный контур. Поэтому местной обратной связью желательно охватывать те элементы корректируемой системы, которые в процессе работы могут изменять свои параметры и имеют высокие значения коэффициентов передачи.