Ответы на экзаменационные билеты № 1-30 дисциплины "Адаптивные системы управления" (Математическое описание сигналов и операторов в непрерывных линейных детерминированных системах. Адаптивные системы управления), страница 5

Быстродействие- время, в течение которого переходная характеристика войдёт в доверительный интервал и уже не выйдет, это время и есть время регулирования tрег. 

Перерегулирование – максимальная амплитуда А1. Если перейти к безразмерным единицам, то перерегулирование будет характеризоваться следующим фактором:

.

Степень затухания- данный показатель получаем сопоставляя амплитуды переходной характеристики следующим образом:

.

Можно также посчитать кол-во колебаний в системе n. Хорошая система  та система, в которой переходной процесс затухает за 4 колебания.

Косвенные критерии качества регулирования.

1) Переходной процесс существенно зависит от корней характеристического уравнения. Для оценки качества регулирования используется понятие “средний геометрический корень”- Ω.

,

где p1..pn – корни характеристического уравнения, а  - соответствующие коэффициенты д.у.

Чем больше величина , тем у системы большее быстродействие. Если допустить что корни вещественные и отрицательны, то корень, кот. в координатах Im(Re) будет ближе к нимой оси, будет затягивать переходной процесс.

Если ближайший корень к мнимой оси будет следующим:

, тогда переходной процесс будет затягиваться этой парой корней и решение будет зависеть от p1,2. Перейдём к след. Виду

ТАУ 12-2

            ;

ψ степень затухания.

Зная значение комплексного корня можно определить степень затухания.

ymax1

 
2) Частотные критерии косвенной оценки качества системы регулирования.

Построим для замкнутой системы АФЧХ. Если полученная характеристика не охватывает точку с координатами (-1,0), то система является устойчивой. Оценим запас устойчивости системы. Расстояние от точки пересечения АФЧХ с отрицательной вещественной осью до точки (-1,0) будет амплитудой запаса устойчивости – γ, а угол, который составит луч, выходящий из начала координат и пересекающий точку АФЧХ, лежащую ближе всего к точке (-1,0) (по вещественной координате), с отрицательной вещественной осью – запас устойчивости по фазе – φ.

Можно построить частотные хар-ки и другого плана.

Если мы имеем передаточную хар-ку системы, то можно выделить действительную и мнимую части.                              

Если построить хар-ку P(ω) и она будет монотонна, то значит в системе будет невысокое перерегулирование, а время переходного процесса будет определяться частотой среза.

Можно оценить модуль Wзс .

Построив зависимость модуля з.с. от частоты, мы найдём максимум - показатель колебательности – М.

При М=1,1..1,3 – система имеет хорошее качество.

Пусть

ТАУ 12-3

В результате получили уравнение окружности с радиусом R и с центром в точке (C,0):

В книгах существуют монограммы, на которых изображены окружности соответствующие определённому показателю колебательности. Если Wраз.с будет касаться окружности соответствующей некоторому показателю колебательности, то этот показатель и будет критерием данной системы.


ТАУ 13-1. Синтез системы управления метод расчета параметров регулятора на желаемую степень затухания переходного процесса.

Имеем переходную характеристику:

Степень затухания ПП: .

Пусть есть одно условие – yжел.. Другое – пусть структура регулятора (т.е. закон регулирования) известна.

Пусть есть корни:

y = 1- е-2pb/a

b/a - колебательность

b/a=m

y = 1- е-2pm

Колебательность b/a=m, m=0,221…0,3 при yжел=0,75…0,9.

Предположим, что наша система невысокого порядка.

Синтезируем П-регулятор:

Пусть ось, где находятся корни, совпадает с мнимой осью, т.е. Re=0, т.е. система находится на границе устойчивости. По критерию Найквиста:. (АФЧХ пойдет через(-1;j0)). Сместим Im к желаемому корню, тогда:                             (1)

[если регулятор более общий:                   (2)] Нужно найти коэффициент пропорциональности, чтобы он удовлетворял (1)

КПРRe(j,w)=-1; КПР,w – ? Можно записать в показательной форме:

;

В (2): Þ. Т.е. можно найти КПР.ЖЕЛ.

Передаточная ПИ-регулятора имеет вид:. В зависимости от частоты и m:

. Получим систему уравнений: