6. Качественные показатели сау.

К процессам управления САУ обычно предъявляют три основных требования: по устойчивости, по точности в установившихся статических и динамических режимах и по качеству переходных процессов, т.е. характер их протекания, в частности, длительность, колебательность, перерегулирование.

Под устойчивостью понимают способность системы, будучи выведенной из состояния равновесия, возвращаться в это же состояние. Любая система в процессе эксплуатации со временем изнашивается, что приводит к её неработоспособности, т.е. переходу в неустойчивое состояние.

При этом одни системы переходят в неустойчивое состояние раньше, другие – позже, и есть необходимость определения запаса устойчивости систем, показывающего насколько долго система во время эксплуатации будет работоспособной. Поэтому определены допустимые диапазоны запасов устойчивости:

А = 0,1 ÷ 0,5 L = 6 ÷ 20 дБ φ = 30 ÷ 60˚

Точность - определяющая степень приближения реального управляемого процесса (УП) к требуемому. Отклонение УП от требуемого вызывается динамическими свойствами объекта управления (ОУ) и САУ, ошибками измерительных и исполнительных устройств, входящих в САУ, внутренними шумами в некоторых её элементах и внешними помехами. Оно складывается из систематической и случайной ошибок. Систематическая ошибка представляет собой математическое ожидание случайного отклонения УП от требуемого. Случайная ошибка обычно характеризуется дисперсией или средним квадратическим отклонением (в случае одномерного УП) либо корреляционной матрицей (в случае многомерного УП). Соотношение между систематической и случайной ошибками определяется полосой пропускания системы (диапазоном частот колебаний входного сигнала, на которые система заметно реагирует). С расширением полосы пропускания система становится менее инерционной и систематическая ошибка уменьшается, однако при этом увеличивается дисперсия случайной ошибки. Поэтому при проектировании САУ ищут некоторое компромиссное решение задачи выбора полосы пропускания.

Среди возможных режимов САР важное значение имеет пере­ходный процесс, возникающий при быстром (в пределе мгновен­ном) изменении задающего воздействия или возмущения от одного значения до другого. Чем с большей скоростью и плавностью протекает такой процесс, тем меньше продолжительность и вели­чина рассогласования.

Переходные характеристики бывают колебатель­ными (кривая 2) и монотонными (кривая 1).

Время переходного процесса t_п.п. характеризует быстродействие системы и определяется как время от начала переходного процесса до момента, когда отклонение выходной величины становится близким к установившемуся значению у_уст с заданной точностью  (обычно 5%-ное отклонение).

Перерегулирование  склонность к колебаниям, а следовательно, и запас устойчивости САУ:  = (у_max – у_уст)/у_уст *100%. Обычно 10—30%. Иногда допускают до 50%.

Показатель колебательности п.п. оценивают отношением разности амплитуд соседних макс-в к макс из них амплитуде: =(₁-₂)/₁. Значение  изм от 1 до 0, обычно – 0,75÷0,982.

Существенным показателем качества служит также число колебаний (перебегов),т. е. число максимумов характеристики за время регу­лирования (колебание выше или ниже установившегося значения). Обычно бывает одно, два колебания. Допускается до трех-четырех перебегов.