Экспериментальное определение показателей качества переходного процесса в системе регулирования технологического параметра

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА

Цель работы: определение параметров настройки регулято- ра и экспериментальное определение показателей качества переходного процесса в системе технологического параметра.

1. Общие сведения

В наши дни наибольшее распространение получили одно- контурные следящие системы регулирования. Структурная схема такой системы представлена на рис.1:

f        F[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

Рис.1 Структурная схема САУ

На САУ воздействуют два вида возмущающих воздействий:

• задающее воздействие YЗ;
• внутреннее f и внешнее F возмущающие воздействия.

В связи с этим система управления должна удовлетворять следующим требованиям:

• с максимальной точностью и быстродействием отрабатывать сигнал задания: YД(τ) = YЗ(τ);
• по возможности быстро реагировать на возмущения f(τ) и F(τ), то есть ошибка ε(τ) = YЗ – YД   под действием возмущений должна быть минимальной.

Качество работы САУ является одной из важнейших ее ха- рактеристик. Для оценки уровня качества работы системы введены количественные оценки качества.

Получить общую оценку качества в виде функциональной зависимости от множества структурных, технических и эксплуата-

ционных характеристик системы достаточно сложно. Поэтому о качестве САУ судят в первую очередь по устойчивости статиче- ской и динамической точности.

Устойчивость САУ, то есть затухание переходных процессов в системе, является необходимым, но не достаточным условием практической пригодности этой системы.

Существенное значение для реальных промышленных усло- вий имеет и сам характер протекания переходного процесса при регулировании; прежде всего его продолжительность и колеба- тельность.

1. Показатели качества переходных процессов в САУ

По траектории переходных процессов в системе можно определить прямые показатели качества ее работы: τР1, τР2, е, σ, Ψ (см. рис.2).

Время первого достижения регулируемой величиной задан- ного значения τР1 оценивает качество регулирования системы относительно задающего воздействия и определяется как интер- вал времени от начала переходного процесса до момента, когда регулируемая величина впервые достигнет заданного значения YЗ. Время переходного процесса или полное время регулирова-

ния τР2 характеризует быстродействие системы. Определяется τР2 как интервал времени от начала переходного процесса до момен- та, когда отклонение управляемой величины от его нового установившегося значения становится меньше или равной допу- стимой ошибке регулирования YЗ – YД(τ) ≤ ε*. Величину ε* обычно принимают равной ±2-5% от диапазона возможного изменения Y.

Статическая ошибка регулирования е = YЗ – YД(τ) – отклоне- ние регулируемой величины от заданного значения по окончании

переходного процесса.

Динамическая ошибка регулирования – величина наиболь- шего отклонения регулируемого параметра от задания.

Перерегулирование σ – максимальное отклонение в пере- ходный период ΔYMAX от установившегося значения, выраженное в процентах от YЗ:

σ = YMAX[pic 6]

− YЗ ⋅100%

YЗ − YН

(1)

Y( )[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

YMAX

YЗ

YН

Рис.2 Прямые показатели качества переходного процесса

Переходные процессы в САР могут быть монотонными и ко- лебательными. Особенностью колебательного процесса является наличие переходов через установившееся значение.