При подготовке к выполнению данного пункта рекомендуется следующий материал: [1] – C. 146 – 157; [2] – C. 186 – 200; [3] – C. 228 – 233; [4] – C. 162 – 174; [6] – C. 74 – 81.
Установившийся режим – это такой режим, при котором ошибка системы постоянна во времени.
Точность системы автоматического регулирования (САР) в установившемся режиме определяется величиной установившейся ошибки .
Точность САР рассматривают по отношению к следующим типовым установившимся режимам:
а) неподвижному состоянию (статический режим), характерному для систем стабилизации регулируемых координат, для которого ;
б) движению с постоянной скоростью (динамический режим), характерному для следящих систем с астатизмом , для которого ;
в) движению с постоянным ускорением (динамический режим), характерному для следящих систем с астатизмом , для которого .
Типовому движению «а» соответствует статическая (позиционная) установившаяся ошибка , если ; движению «б» – динамическая (кинетическая) установившаяся ошибка по скорости , (, так как ); движению «в» – динамическая установившаяся ошибка по ускорению (, так как ).
Поскольку САР находится под влиянием как задающего, так и возмущающего сигналов, то в ней будет возникать суммарная установившаяся ошибка .
В контрольной работе необходимо вычислить суммарную установившуюся ошибку системы. Наиболее удобными математическими моделями для расчета являются передаточные функции и , представленные после преобразования в виде (2.2) и (2.3).
В выражениях (2.2) и (2.3) подразумевается, что
, (2.16)
где – степень сомножителя , связанного со свободными членами полиномов и соответственно .
Из (2.16) следует, что порядок астатизма системы по заданию (возмущению) равен , т. е.
. (2.17)
В зависимости от точки приложения возмущения
. (2.18)
В таблице 1.2 функции и содержат одно или несколько типовых движений, по отношению к которым необходимо определить . Так, например, если , то в нем присутствуют все типовые движения с параметрами: ; .
Суммарную установившуюся ошибку можно определить двумя способами:
- по теореме операционного исчисления о конечном значении оригинала
, (2.19)
где и – изображение по Лапласу функций и ;
- по методу коэффициентов ошибок
, (2.20)
если, например, , а .
Наиболее простым методом нахождения коэффициентов ошибок по заданию () и возмущению () является разложение передаточных функций (соответственно ) в степенной ряд путем деления многочлена числителя передаточных функций на знаменатель, выставив предварительно (перед делением) полиномы числителя и знаменателя по возрастающим степеням.
При подготовке к выполнению данного пункта рекомендуется материал: [1] – C. 195 – 208; [2] – C. 200 – 214; [3] – C. 193 – 224; [5] – C. 17 – 26; [6] – C.82 – 84.
Переходный режим – это переход системы из одного установившегося состояния в другое под действием приложенного возмущения, либо вследствие ненулевых начальных условий.
Точность системы в переходном режиме определяется величиной переходной ошибки, т. е. величиной отклонения управляемой координаты от заданного значения и длительностью существования этих отклонений.
Точность системы в переходном режиме оценивается с помощью прямых и косвенных методов.
Прямые методы – это методы расчета на современных ЭВМ переходной характеристики , являющейся реакцией системы на самое «тяжелое» воздействие – единичное ступенчатое, по которой непосредственно (прямо) оценивается качество управления в переходном режиме.
Среди прямых показателей качества переходного процесса важнейшими являются:
- максимальное перерегулирование ;
- время регулирования .
Однако чаще всего целесообразнее для предварительной оценки качества переходного процесса воспользоваться либо косвенными методами, базирующимися на использовании частотных характеристик и справедливыми для минимально-фазовых систем, либо приближенными методами расчета , не прибегая к компьютерам. Одним из таких простых методов является метод трапеций, предложенный В. В. Солодовниковым и А. А. Вороновым и доступно изложенный в [8] – C. 112 – 119.
При отсутствии ЭВМ воспользуйтесь [8].
Для предварительной оценки качества переходного процесса рекомендуются следующие частотные характеристики:
- ЛАЧХ () и ЛФЧХ () разомкнутой системы;
- АЧХ () – амплитудно-частотная характеристика замкнутой системы;
- ВЧХ () – вещественная частотная характеристика замкнутой системы.
По и находят запасы устойчивости по модулю , по фазе и частоту среза, по численным значениям которых приближенно судят о величинах и в замкнутой системе.
Удовлетворительным по качеству считается переходный процесс, у которого = 6 ÷ 20 дБ, = 30 ÷ 60 градусов, а как можно больше, так как .
По по каналу оценивают частотный показатель колебательности по формуле
, (2.21)
где – значение на резонансной частоте ;
– начальное значение .
Чем больше отношение (2.21), тем больше перерегулирование (тем сильнее колебательность системы) и, как следствие, больше длительность регулирования .
Косвенными частотными показателями быстродействия системы служат: резонансная частота и частота незатухающих колебаний .
С учетом гипотезы эквивалентности динамических свойств замкнутой системы регулирования свойствам колебательного звена второго порядка (см. С. 206 – 208 в [1]) для практических задач в диапазоне реальных значений , которым соответствуют , рекомендуются для определения прямых показателей качества переходного процесса и следующие простые выражения:
. (2.22)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.