И нтегральные методы исследования качества переходных процессов

В основе методов лежит разработка условных интегральных показателей, характеризующих отношение реального процесса от идеального.

В качестве идеального может быть взят переходной процесс, протекающий мгновенно и без перерегулирования, тогда оценкой может являться переходная погрешность _п=h_уст  h(t).

Наибольшее распространение получили следующие интегральные оценки:

1. Линейная интегральная оценка применяется для оценки монотонных переходных процессов.

2. Для колебательных процессов применяется интегральная квадратичная оценка:

Недостаток: данная оценка не учитывает скорости протекания процессов.

Частотные методы оценки качества регулирования

Используются следующие частотные характеристики:

1. АЧХ замкнутой системы.

2. ВЧХ замкнутой системы.

3. ЛАЧХ разомкнутой системы.

4. АФХ разомкнутой системы.

I.

 показатель колебательности.

Для астатических систем А(0) =1

Для статических систем А(0) 1

Упрощенно

A(_m) > A(0) примерно на 30-50%

II.

Анализируя эту формулу, можно выделить некоторые свойства:

1. Приблизительно одинаковым переходным функциям соответствуют приблизительно одинаковые частотные характеристики. Это свойство позволяет рассчитывать переходные процессы по типовым частотным характеристикам.

2. При изучении системы можно ограничиться существенной полосой частот, т.е. до частоты, когда р(ω)<0,1p(0), поскольку другие частоты не оказывают влияния на переходной процесс.

3. а ) Конечное значение переходной функции равно начальному значению ВЧХ.

б)

4. Е сли р(ω) положительная не возрастающая функция от ω и стремится к 0 при ω≥ω₀, то перере­гулирование в системе . 0 – это частота, при которой Р()0.

5. Если Р(ω) путем аппроксимации может быть приведена к одной из типовых трапеций, то σ_мах и t_p может быть найдено по кривым, показанным на рисунках.

_p = t_p₀

_p= 4

t_p₀=4

III. Оценка по ЛАХ разомкнутой системы.

Основной показатель _ср, которая приближенно характеризует частоту собственных затухающих колебаний.

В торой характеристикой является наклон ЛАХ через частоту _ср.

Для того, чтобы системы была устойчива, наклон ЛАХ через эту точку должен быть 20дБ/дек.

Для такого типа систем составлены специальные номограммы, показывающие непосредственную связь основных показателей качества и параметров ЛАХ.

IV. Оценка по АФХ.

Определяется по её расположению на специальной круговой диаграмме, на которой указаны зоны с определенными величинами: перерегулирование и время регулирования. В зависимости от того, через какую зону проходит АФХ определяется показатель качества.

Синтез автоматической системы регулирования

Синтез системы  это выбор её структуры и основных элементов. При этом система должна удовлетворять некоторым заранее установленным техническим требованиям, как в отношении определенных технических требований, так и в отношении некоторых специфических (вес, габариты и т.д.)

Существуют два вида задач синтеза:

1. Синтез САР, заключающийся в выборе и расчете специальных корректирующих устройств, обеспечивающих заданные статические и динамические характеристики САУ. При этом предполагается, что у части системы, включающей объект регулирования, исполняющие и измерительные элементы, не меняются, и называется неизменяемой. Выбор основывается на выборе корректирующего устройства и усилителя. Эти узлы носят название регуляторов.

2. Синтез промышленных САР.

Этот способ заключается в следующем: при заданном объекте регулирования, исполнительном и измерительном элементах выбрать закон регулирования, обеспечивающий заданные технические требования, тип регулятора, и рассчитать параметры настройки.

Существует несколько методов синтеза:

1. аналитический;

2. графоаналитический;

3. моделирования;

4. планирования эксперимента.