9139

Критерии качества регулирования

Контрольная

Математика и математический анализ

Критерии качества регулирования Качество работы любой системы регулирования в конечном счете определяется величиной ошибки, равной разности между требуемым и действительным значениями регулируемой величины. Величина мгновенного значения ошибки...

Русский

2013-02-24

56 KB

16 чел.

Критерии качества регулирования

Качество работы любой системы регулирования в конечном счете определяется величиной ошибки, равной разности между требуемым и действительным значениями регулируемой величины.  Величина мгновенного значения ошибки в течение всего времени работы системы позволяет наиболее полно судить о свойствах системы регулирования.

Эта информация избыточна, с одной стороны, и трудно по ней сравнивать различные системы, с другой стороны. Кроме того, в действительности вследствие случайности управляющего и возмущающих воздействий, такой подход не может быть реализован. Поэтому приходится оценивать качество системы регулирования по некоторым свойствам системы, проявляющимся при различных типовых воздействиях.

Для определения качественных показателей системы регулирования в этом случае используются так называемые критерии качества.

В настоящее время разработано большое число различных критериев качества систем регулирования, которые можно разбить на четыре группы:

1. Критерии, использующие в той или иной степени величину ошибки в различных типовых режимах. Это критерии точности систем регулирования.

2. Критерии, определяющие величину запаса устойчивости, т.е. критерии, устанавливающие, насколько далеко от границы устойчивости находится система  регулирования.

3. Критерии, определяющие быстродействие систем регулирования. Под быстродействием понимается быстрота реагирования системы на появление управляющих и возмущающих воздействий. Быстродействие можно оценивать по времени затухания переходного процесса.

4. Комплексные критерии, дающие оценку некоторых обобщенных свойств, которые могут учитывать точность, запас устойчивости и быстродействие. Обычно это делается при рассмотрении некоторых интегральных свойств  кривой переходного процесса.

При рассмотрении понятий запаса устойчивости и быстродействия можно исходить из двух существующих в настоящее время точек зрения.

Во-первых, можно основываться на характере протекания процессов во времени и использовать для формирования критериев качества переходную или весовую функцию, расположение полюсов и нулей передаточной функции т.д.

Во-вторых, можно основываться на некоторых частотных свойствах рассматриваемой системы, характеризующих ее поведение в установившемся режиме при действии на входе гармонического сигнала. К ним относятся полоса пропускания, относительная высота резонансного пика и т. д.

Оба подхода на сегодня используются параллельно. Связь между частотными и временными свойствами имеет сложный характер. Однако в настоящее время имеются приближенные зависимости, позволяющие проводить сопоставление временных и частотных свойств с помощью вещественной частотной характеристики.

Точность систем регулирования в статическом (установившемся) режиме характеризуется ошибкой установившегося режима, которую можно найти с помощью теоремы о конечном значении оригинала или с помощью коэффициентов ошибок

Показатели  качества  переходного  процесса

Под качеством переходного процесса понимается, удовлетворяет ли заданным требованиям форма, вид, параметры переходного процесса. Для этого строится кривая переходного процесса путем нахождения переходной функции и построения её графика или другими известными методами.

Степень устойчивости системы и ее динамические свойства характеризуют:

1. Динамическая ошибка и  время регулирования , определяемые по реакции на скачок (временной - переходной характеристике), как показано в п.2.3.5.

2. Запасы устойчивости по модулю и фазе , определяемые по АФХ или по ЛАХ и ЛФХ разомкнутой по цепи единичной отрицательной связи системы

3. Показатель колебательности , представляющий собой максимальную ординату относительной амплитудно-частотной характеристики замкнутой системы.

4. Максимальная ордината вещественной частотной характеристики замкнутой системы .

Существует связь между показателями качества: зависимость от величины для колебательного звена: при изменении от 0 до 50 % изменяется от 1 до 1,7. Время регулирования  пропорционально и соответственно .

Существует три основных вида приближенных оценок качетсва переходного процесса: частотные, корневые и интегральные.

Частотные оценки качества: запасы устойчивости, длительность переходного процесса и перерегулирование, логарифмическая частотная характеристика. По ЛАХ отмечают три частотных области: область низких частот определяет точность в установившемся режиме, область средних частот определяет качество переходного процесса (частота среза определяет полосу пропускания системы), область высоких частот не играет существенной роли.

Существует связь между частотными характеристиками системы и качеством переходного процесса. Эта связь выражена путем использования - вещественной частотной характеристики замкнутой системы. С помощью этой характеристики можно построить кривую переходного процесса, найти весовую функцию замкнутой системы.

Согласно операторному методу нахождения реакции  найдем переходную функцию - реакцию замкнутой системы на единичный скачок : , , тогда . Найдем реакцию с помощью обратного преобразования Фурье:

,

где  - частотная передаточная функция замкнутной системы.

.

Поэтому, зная и можно использовать приближенные методы построения кривой переходного процесса замкнутой системы.

Исходя из связи между и : ,  по и можно найти функции веса для задающего и возмущающих воздействий.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

1432. Расчет параметров двигателя 147.5 KB
  При выборе отношения хода поршня к диаметру цилиндра S/D необходимо учитывать следующие обстоятельства. Предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.
1433. Проект для строительства завода по ремонту бытовых машин в городе Белово 128.5 KB
  Проект разработан для строительства в городе Белово, преобладающее направление ветров ЮЗ с силой 0.38 кПа. Нормативное значение веса снегового покрова принято 1.5 кПа. Глубина промерзания грунтов 2.2 м. Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки – 400С.
1434. Экономическое обоснование проектирования двигателя 124.5 KB
  Целью расчетов является обоснование экономической целесообразности создания и применения спроектированного двигателя. Решение принимается на основе расчета экономического эффекта путем сопоставления результатов и затрат по проектируемому и базовому вариантам при условии сопоставимости их по объему
1435. Уровневые фронтальные лабораторные работы 231.52 KB
  Составной частью исследуемой проблематики является уровневый подход к формированию практических умений и навыков школьников. Для реализации этой цели учителем разработаны уровневые фронтальные лабораторные работы, и примеры использования проектной технологии как возможности вариативной организации учебных занятий.
1436. Алгоритм решения задачи с использованием программ Microsoft Excel и MathCAD 265.69 KB
  Данная работа посвящена автоматизации процессов расчетов. Ее целью является закрепление знаний по всем разделам дисциплины Информатика, проверка навыков практической работы с программными средствами обработки информации.
1437. Основные модели данных 182.57 KB
  В зависимости от используемой модели СУБД называются соответственно: сетевыми, иерархическими и реляционными. Манипулирование данными. Сетевая база данных. Достоинства и недостатки иерархических и сетевых СУБД.
1438. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса сушки абрикос с применением токов высокой частоты 3.32 MB
  Современные теоретические представления о тепло- массопереносе в процессах сушки. Электрофизические параметры абрикос и их влияние на объемное тепловыделение. Экспериментальное определение электрофизических параметров абрикос. Математическая модель динамики изменения электрофизических параметров абрикос.
1439. Использование распознавания образов для обработки и восстановления музыкальных сигналов 7.15 MB
  Определение полного перечня признаков, характеризующих объекты, преобразование информации при распознавании музыкального сигнала. Статический подход к распознаванию образов. Общая характеристика современной техники восстановления.
1440. Лингвопереводческие концепции американских переводоведов второй половины ХХ-начала ХХІ века 19.04 MB
  Перевод как один из древнейших видов человеческой деятельности, его роль в развитии социума, особая роль лингвопереводческих концепций Ю.А. Найды в развитии теории и практики межъязыковой коммуникации в США. Предпосылки развития генеративной лингвистики, формальная и динамическая эквивалентность, роль рецептора перевода.