45457

Системы управления и регулирования. Использование структурных схем. Законы управления. Принципы управления, качество

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

И интегральный – регулятор : Преимуществом данного регулятора является лучшая по сравнению с Прегулятором точность установки режима а недостатками – худшие по сравнению с Прегулятором показатели качества а именно большая колебательность и меньшее быстродействие. ПИ – регулятор : Объединяет два регулятора П и И следовательно обладает наилучшими свойствами по сравнению с вышеописанными регуляторами а именно за счет Псоставляющей улучшается показательные качества в переходном процессе а за счет Исоставляющей уменьшается...

Русский

2013-11-17

83 KB

4 чел.

3. Системы управления и регулирования. Использование структурных схем.
Законы управления. Принципы управления, качество.

Типовые законы регулирования линейных систем

  1.  П (пропорциональный) – регулятор :

 

Преимуществами данного регулятора являются простота и быстродействие, а недостатком – ограниченная точность.

  1.  И ( интегральный ) – регулятор : 

Преимуществом данного регулятора является лучшая по сравнению с П-регулятором точность установки режима, а недостатками – худшие по сравнению с П-регулятором показатели качества, а именно большая колебательность и меньшее быстродействие.

  1.  ПИ – регулятор :

 

Объединяет два регулятора П и И, следовательно обладает наилучшими свойствами по сравнению с вышеописанными регуляторами, а именно за счет П-составляющей улучшается показательные качества в переходном процессе, а за счет И-составляющей уменьшается ошибка регулирования т.е. улучшается точность.

  1.  Д ( дифференциальный ) – регулятор : Преимуществом данного регулятора является то, что Х(р) зависит от дифференциальной ошибки и регулятор реагирует на малейшее изменение ошибки, однако

Очень большим недостатком является плохая помехоустойчивость(очень чувствительный)

На практике практически не используется  в чистом виде , как и идеальное дифференцирующее звено.

Чаще всего используется

  1.  ПД – регулятор:

 

Объединяет два регулятора П и Д, за счет П-составляющей уменьшается чувствительность регулятора, а за счет

Д-составляющей – лучшее быстродействие, недостатком является ограниченная точность.

  1.  ПДИ – регулятор:

 

Объединяет три регулятора П, И и Д, обладает преимуществами всех регуляторов, а недостатком является сложность реализации.

Прямые методы оценки качества управления

 

Устойчивость САУ является необходимым, но не достаточным условием для ее эффективного функционирования. Важное значение имеет качество управления, то есть степень удовлетворения совокупности требований к форме кривой переходного процесса, которая определяет пригодность системы для конкретных условий работы.

Для сравнения качества различных САУ исследуется их реакция на типовые воздействия. Обычно это ступенчатая (толчковая) функция, как один из наиболее неблагоприятных видов возмущений. Для систем, работающих с периодическими возмущениями, целесообразно оценивать качество управления при гармоническом воздействии. Все остальные возмущения можно разложить на ступенчатые воздействия с использованием интеграла Дюамеля, либо в ряд Фурье.

Все современные методы анализа качества управления можно разделить на прямые методы анализа по кривой переходного процесса или по частотным характеристикам, и косвенные методы, позволяющие, не решая дифференциального уравнения, определить некоторые показатели качества процесса управления; к ним, в частности, относятся корневые, интегральные и частотные методы.

 

11.3.1. Оценка переходного процесса при ступенчатом воздействии.

 

Пусть САР (рис.84) при t = 0 воздействует возмущающий фактор f в виде единичной ступенчатой функции. При нулевых начальных условиях динамический режим описывается переходной характеристикой h(t) = y(t) = y(t) - y0 = -e(t) (рис.85). По ней можно определить все наиболее важные показатели качества управления.

1. Статическая ошибка eуст = y0 - yуст = -hуст - это разность между предписанным и действительным значением управляемой величины в установившемся режиме. Для статических систем статическая ошибка отлична от нуля (рис.85а) и пропорциональна величине возмущающего фактора f (в линейных САУ) и коэффициенту передачи системы по данному возмущению, а для астатических - равна нулю (рис.85б).

 

 

 

2. Время переходного процесса tпп - это время от момента воздействия, начиная с которого колебания управляемой величины не превышают некоторого наперед заданного значения, то есть |h(t)-hуст| . Обычно принимают = 0.05hуст.

3. Перерегулирование s - это максимальное отклонение управляемой величины от установившегося значения, выраженное в относительных единицах: s = . Здесь hmax1 - значение первого максимума переходной характеристики. При больших перерегулированиях могут возникнуть значительные динамические усилия в механической части системы, электрические перенапряжения и т.п. Допустимое значение s определяется из опыта эксплуатации. обычно оно составляет 0.1...0.3, иногда допускается до 0.7.

4. Частота колебаний = 2/T, где T - период колебаний.

5. Число колебаний n за время tпп.

6. Декремент затухания k, равный отношению двух смежных перерегулирований:      .

При создании САУ допустимые значения показателей качества оговариваются техническими условиями, что можно представить в виде диаграммы показателей качества. Это область, за границы которой не должна выходить переходная характеристика (рис.86).

 

11.3.2. Оценка качества управления при периодических возмущениях

 

Периодические возмущения можно разложить в ряд Фурье, поэтому их воздействие удобно анализировать по частотным характеристикам, показывающим, как звено преобразует гармонический сигнал.

Обычно используют АЧХ замкнутой САУ (рис.87), которую легко построить по АФЧХ разомкнутой САУ Wp(j), по формуле

 

Aз = .

 

По этой кривой можно получить ряд показателей качества.

1. Показатель колебательности M - это отношение максимального значения АЧХ замкнутой САУ к ее значению при = 0, то есть M = Aзmax()/Aз(0). Так как  

 

Aз(0) = 1,

 

при Kp >> 1, то M Aзmax(). Он характеризует склонность системы к колебаниям и не должен превышать 1.5.

2. Резонансная частота системы p - это частота, при которой колебания проходят через систему с наибольшим усилением, а АЧХ достигает максимума.

3. Полоса пропускания системы - это интервал частот от = 0 до = 0, на котором выполняется условие Aз(0) 0.707. Если она высокая, то система будет воспроизводить высокочастотные помехи.

4. Частота среза ср - при которой АЧХ замкнутой САУ принимает значение, равное единице. По ней можно судить о длительности переходного процесса tпп(1..2)2/ср.

5. Склонность САУ к колебаниям характеризуют также ее запасы устойчивости по модулю (допускается от 6 до 20дб) и по фазе (допускается от 30 до 60 градусов).


Wo

Wp

Xз

е

У


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

59804. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ВЕЧЕР «МНЕ НЕ ВСЕ РАВНО, А ТЕБЕ?» 45.5 KB
  Вопросы: в скобках ответы Что является возбудителем СПИДа ВИЧ Что обозначает слово ВИЧ Вирус иммуннодефицита человека Как расшифровывается СПИД Синдром приобретенного иммунодефицита Кто болеет СПИДом Люди: взрослые и дети...
59805. Учителю, низький тобі уклін! 110 KB
  1й ведучий Мудрий далекоглядний самовідданий терплячий лагідний і суворий все це ти дорогий наш учителю 2й ведучий Вам шановні педагоги 3й ведучий Вам дорогі наші порадники і наставники Всі разом Присвячуємо наш концерт 3й ведучий...
59806. Ісус Христос – ідеал для наслідування 58.5 KB
  Одній милій француженці на ім’я Габріель що жила у минулому столітті і в очищеному серці часто чула голос Спасителя якось Учитель сказав: €œДивися на Моє життя як на зразок з якого ти повинна списувати як маленька дівчинка свої учнівські роботиâ€. Бо є тільки мить між минулим і майбутнім саме вона називається життям. Звідти ти побачиш світ і власне життя в інших вимірах в інших цінностях. Життя кожної людини уподібнене дорозі на вершину гори.
59807. Сценарій свята для учнів 6-7 класів «Мала хата – гостей багато» (українські вечорниці) 517.5 KB
  До хати збираються дівчата. Одарка Марійка разом зітхають і притуляються до нього: Микола Господар: Одарко чи чуєш Одарко Ти ще й досі не зварила вечері а вже скоро почнуть сходитися дівчата.
59808. Українські вечорниці. Виховний захід у 4 класі 124.5 KB
  Пісня Як у нас на Україні Додаток Колядка ’’Добрий вечір тобі пане господарю’’ Добрий вечір тобі пане господарю радуйся Ой радуйся земле Син Божий народився Застеляйте столи та все килимами радуйся Ой радуйся земле Син Божий народився...
59809. До родини на гостину 42.5 KB
  Сидить бабуся з дітьми. Стукіт у двері Бабуся О хтось до нас іде Заходять діти. Діти Добридень Бабуся Здоровенькі були Ласкаво просимо до нашої світлиці Ведуча Діти Ми завітали до української хати.
59811. Христос Воскрес – радійте люди! 81 KB
  Виходять три дівчинки з писанками в руках. Iша: Нумо поцокаймося писанками чия найміцніша Дівчатка цокаються. Дівчинка Орися: Ага моя писанка усі ваші побила Бачите яка вона гарна і міцна IIга дівчинка: Подумаєш Дівчата ходім гагілки водити а пасанку свою ти ...
59812. Великдень-найбільше свято України 82 KB
  War die heutige Stunde interessant? Was hat euch gut bzw. nicht gut gefallen? Ihr habt heute sehr gut gearbeitet. Alle waren aktiv. Alle bekommen heute gute Noten.