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

5312. Мультиплетность спектров и спин электрона 159.5 KB
  Мультиплетность спектров и спин электрона Исследование спектров щелочных металлов при помощи приборов с большой разрешающей силой показало, что каждая линия этих спектров является двойной (дублет). Так, например, характерная для натрия желтая линия...
5313. Атом водорода 198.5 KB
  Атом водорода В атоме водорода или водородоподобном ионе потенциальная энергия электрона равна где Ze заряд ядра, r расстояние между ядром и электроном. Уравнение Шредингера имеет в этом случае вид Поскольку п...
5314. Изучение рынка земельных участков и выявления его роли в формировании экономической системы 294 KB
  Актуальность изучения земельного рынка обусловлена тем фактором, что Россия располагает огромными земельными ресурсами, но это национальное богатство страны используется крайне неэффективно. Начатая в 1991 году земельная реформа не доведена...
5315. Корпускулярно волновой дуализм 82 KB
  Корпускулярно волновой дуализм Экспериментальные факты свидетельствуют, что в ряде явлений свет проявляет сугубо волновые свойства (дифракция, интерференция, поляризация, дисперсия), а в ряде – чисто корпускулярные (фотоэффект, эффект Комптона)...
5316. Политический режим в современной России (2000-2008) 34 KB
  Новый политический режим (2000-2008), связанный с именем нового президента, стал формироваться после президентских выборов 2000 г. Но еще до выборов стал проявляться политический стиль нового лидер...
5317. Проектирование трёхфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором серии 4А 1.3 MB
  Электрические машины имеют чрезвычайно широкое распространение. Они применяются в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в энергетике, на транспорте, в авиации, в морском и речном флоте, медицине, быту и т.д. Нет ни одной о...
5318. Международное инвестирование. Понятие международных корпораций 71 KB
  На рубеже XX-XXI веков развитие национальных экономик и их взаимоотношения (политические, экономические и др.) приобретают совершенно другое качество. Это обусловлено тем, что современное развитие мировой экономики проходит под воздействие...
5319. Фотоны и фотоэффект. Эффект Комптона 100 KB
  Фотоны. В теории равновесного излучения абсолютно черного тела Планка вводится понятие фотона - кванта света или порции излучения, которая может поглощаться или излучаться только целиком. С другой стороны, по средствам фотонов осуществляется...
5320. Проектирование мехатронных систем 1.98 MB
  Анализ и синтез кинематических параметров мехатронных систем При управлении мехатронным модулем с вращательной кинематической парой часто используется привод поступательного действия, в частности, электрогидравлический с гидроцилиндрами. Целесообраз...