Показатели качества регулирования

Устойчивость САР является необходимым, но недостаточным условием ее работоспособности. Для ответа на вопрос: хорошо или плохо работает САР, важно знать, как она реагирует на управляющее воздействие, как сопротивляется действию возмущений, каков характер переходного процесса и т. д. Эти стороны САР объединяются в понятие качества регулирования.

Оценка качества САР является оценкой поведения системы при действии на нее того или иного воздействия. Для многих систем поддержания постоянства регулируемой величины типичны режимы, когда внешние воздействия изменяются скачкообразно или эти воздействия близки к скачкообразным. Примерами такого воздействия могут служить изменение нагрузки на двигатель в прокатных станах при входе штуки в валки клети, отключение или включение мощных электроприемников в электрических системах и т. д.

Т. к. условия работы САР при ступенчатом скачкообразном воздействии являются наиболее неблагоприятными, то качество процессов регулирования принято оценивать именно по отношению к ступенчатому воздействию.

Основными показателями качества при ступенчатом воздействии принято оценивать именно по отношению к ступенчатому воздействию.

Основными показателями качества при ступенчатом воздействии принято считать следующие:

1. Время регулирования или время переходного процесса

2. Перерегулирование – в статических системах или относительное отклонение – в астатических системах

3. Колебательность, т. е. число колебаний регулируемой величины за время переходного процесса.

Возможные графики изменений регулируемой величины САР можно изобразить так:

1. Монотонный процесс.

2. Колебательный процесс.

1. Первой важной качественной оценкой является время регулирования. В некоторых нелинейных и импульсных САР регулируемая величина может переходить от одного значения к другому за конечный промежуток времени. Но в линейных системах время регулирования теоретически равно ∞. Практически время регулирования можно определить лишь как время приближения к новому устойчивому состоянию с заданной точностью .

Временем регулирования называется наименьший промежуток времени, по истечению которого кривая переходного процесса регулируемой величины будет, при своем дальнейшем изменении, отклонятся от установившегося значения не более чем на .

Ширина зоны довольно существенно влияет на . Так для экспоненты при

, ;

при ,

обычно принимают .

2. Перерегулированием называется отношение разности между максимальным и устоявшимся отклонением регулируемой величины к ее установившемуся значению

, (2)

где – максимальное отклонение регулируемой величины;

– установившееся отклонение регулируемой величины.

Допустимое перерегулирование определяется конкретными условиями работы САР. Для систем регулирования скорости обычно допускают . Однако, это не догма.

Для тех переходных процессов, где начинаются и кончаются значения регулируемой величины одинаково, например, для астатических систем, понятие перерегулирования не теряет смысл. Оно заменяется понятием относительного максимального отклонения. Относительным максимальным отклонением называется отношение первого максимального отклонения регулируемой величины к заданному значению регулируемой величины.

3. Колебательность переходных процессов характеризуют часто числом колебаний регулируемой величины за время переходного процесса. Обычно принимают .