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

5829. Електромеханічне обладнання стрічкового конвеєра СК-2 на підприємстві Ват Півд.Гзк 2.61 MB
  Тема випускної роботи: Електромеханічне обладнання важкого магістрального конвеєру СК-2 ВАТ ПівдГЗК Мета роботи: визначення вимог, що висуваються до електроприводу, вибір силового обладнання, аналіз статичних та динамічних режимів р...
5830. Бухгалтерский баланс и анализ финансового состояния предприятия 188.29 KB
  Введение Тема дипломной работы Бухгалтерский баланс и анализ финансового состояния предприятия очень актуальна. Актуальность заключается в том, что роль информации в современном мире неуклонно возрастает, и от того, как составлена и оценена финанс...
5831. Особенности социальной работы с неполными семьями на примере КГУ СО центра социальной помощи семье и детям Вдохновение г.Барнаула 1.03 MB
  Исходные данные Противоречие межу потребностью неполных семей в социальной помощи и возможностью специалистов по ее оказанию. Содержание разделов работы Наименование раздела работы Трудоемкость, от всего объема работы Срок ...
5832. Изучение вопросов и проблем учета расчетов по оплате труда и анализа фонда оплаты труда на примере ООО Азимут 151.7 KB
  Введение Труд работников - важнейший элемент процесса производства. В производстве живой труд играет ведущую роль. В то же время труд является основным источником удовлетворения материальных потребностей каждого работника. Через оплату труда ос...
5833. Популяционная генетика 34.5 KB
  Популяционная генетика Популяционная генетика исследует закономерности распределения генов и генотипов в популяциях. Установление этих закономерностей имеет как научное, так и практическое значение в разных разделах биологии, таких как экология и эк...
5834. Предмет і методологічні засади дослідження операцій 1.58 MB
  Предмет і методологічні засади дослідження операцій Лекція 1 Сутність проблематики теорії дослідження операцій Понятійний апарат дослідження операцій. Класифікація задач оптимізації та управління Математичне моделювання в опт...
5836. Використання програмних технологій в аудиті 1.85 MB
  Аудит в умовах застосування комп'ютерних облікових систем. Методологія комп'ютерного аудиту. Методи аудиту із застосуванням комп'ютерів. Особливості аудиту підприємств, які застосовують комп'ютерні інформаційні системи. Налагодження комп'ютеризованих процедур аудиту та внутрішнього контролю.