Электронные устройства в системах автоматического управления. Принципы построения систем автоматического управления, страница 4

В переходном режиме регулируемая величина x(t) изменяется, причем

x(t) = x_пер(t) + x_уст(t), (1)

где x_уст(t) - установившееся значение регулируемой величины;

      x_пер(t) - переходная составляющая, изменяющаяся во времени в течение переходного процесса.

Если переходная составляющая с течением времени стремится к нулю (затухает), то система называется устойчивой. Устойчивость - это свойство системы возвращаться в исходный или близкий к нему установившийся режим после всякого выхода из него в результате какого-либо воздействия.

Однако, что хорошо известно из практики, присоединение регулятора может привести к тому, что при малейшем воздействии на САР в ней начинается незатухающий (расходящийся) переходный процесс ухода из исходного состояния. В этом случае САР является неустойчивой и непригодной для эксплуатации.

Устойчивость САР является необходимым, но далеко не достаточным условием ее практической пригодности. Существенное значение имеет еще качество переходных процессов, которое определяется следующими основными показателями.

1 Время переходного процесса t_пер - интервал времени от начала переходного процесса до момента, когда отклонение регулируемой величины от ее нового установившегося значения становится меньше определенной достаточно малой величины ε. Обычно ε принимается равной 5% от нового установившегося значения (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 – К определению показателей качества переходных процессов.

2 Перерегулирование σ - это величина, характеризующая максимальное отклонение регулируемой величины во время переходного процесса. Обычно перерегулирование выражается в процентах от установившегося значения и определяется по формуле

σ =

3 Колебательность переходного процесса обычно определяется числом полных колебаний регулируемой величины за время переходного процесса. Колебательность можно оценивать также по величине степени затухания ψ, определяемой по формуле

ψ =

где значения Δx_max1 и Δx_max2  указаны на рисунке 1.3.

Практически переходный процесс при ψ ≥ 80% является вполне удовлетворительным.

Качество работы САР в установившемся режиме определяется ее точностью. В системах стабилизации точность оценивается величиной статической погрешности

Δ = x₀ – x_уст  (4)

где x₀ - заданное значение регулируемой величины;

      x_уст - установившееся значение регулируемой величины после окончания переходного процесса, вызванного постоянным по величине возмущением f_ст.

Статическая погрешность, приходящаяся на единицу возмущения

δ_ст = 

является мерой статической точности системы и называется статизмом.

Если известна статическая погрешность Δ_раз при разомкнутом состоянии САР (без регулятора), то статическая погрешность Δ_зам  в замкнутой САР определяется по формуле

Δ_зам = 

где К. - общий коэффициент усиления САР (произведение коэффициентов усиления звеньев одноконтурной САР),

Отсюда следует, что наиболее универсальным и эффективным методом повышения статической точности САР является увеличение общего коэффициента усиления за счет введения дополнительных усилителей.

Электронные устройства в САУ

В САУ применяются все виды электронных и ионных приборов и устройств рассмотренных выше. Какие бы сложные функции ни выполняли электронные устройства автоматического управления, они всегда строятся из более простых электронных узлов. К ним относятся:

1 усилители напряжения, тока, мощности;

2 генераторы колебаний различной формы;