Цели и задачи автоматизации производственного процесса. Понятие об автоматическом контроле, регулировании и управлении (стр. 4 )

ошибка, остающаяся по окончании переходного процесса; перерегулирование; время регулирования; число колебаний регулируемой величины в заданное время; степень колибательности.

Рис. 4.9 Процесс регулирования с указанием показателей качества регулирования

1) Ошибка, остающаяся по окончании переходного процесса, т. е. ошибка в установившемся режиме работы, которая может состоять из двух составляющих.
Первая составляющая этой ошибки, обусловленная точностью действия отдельных звеньев, зависит от трения, люфтов, зазоров и т. д. Эта составляющая определяет зону нечувствительности САУ.
Следовательно, в установившихся режимах работы величина регулируемого параметра h(t) не будет строго постоянной во времени. В технических требованиях указываются отклонения, например  фактического значения регулируемого параметра h от оптимального hуст.
Вторая составляющая рассматриваемой ошибки – максимальная допустимая статическая ошибка макс и  (неравномерность регулирования), которая зависит от величины нагрузки в статической системе и равна нулю в астатической.
Статическая ошибка равна  разности между установившимся значением регулируемой величины hуст и ее заданным значением hзад. Если статическая ошибка  и максимальная допустимая статическая ошибка макс равны нулю, то регулирование и система являются астатическими.
2) Перерегулирование – максимальное отклонение регулируемой величины, которое не должно превышать максимального допустимого значения, т. е. hмакс hдоп. В данном случае фактическое значение регулируемого параметра h(t) в переходном процессе превышает установившееся значение hуст, т. е. в системе имеет место перерегулирование. Максимальная величина перерегулирования hмакс=hмакс-hуст или (hмакс – максимальное значение регулируемого параметра).
Максимальные отклонения в переходном процессе регулируемой величины от ее установившегося значения также называют динамическими ошибками hмакс=hдин.
3) Время регулирования tр – это промежуток времени, по истечении которого абсолютная величина |h(t)- hуст| не превышает ширины зоны нечувствительности h.
Практически временем регулирования tр – называют промежуток времени (от начала переходного процесса), в течение которого абсолютная величина переходной ошибки становится меньше допускаемой (обычно она составляет 3-5% установившегося значения регулируемого параметра). Период времени отt1до t2 и есть время регулирования. Время регулирования tр= t2- t1, или быстродействие САУ, зависит от вида, числа и характера включения звеньев, входящих в данную систему.
4) Число колебаний регулируемой величины в заданное время, которое не должно превышать определенного значения. В связи с этим в некоторых системах должен быть апериодический (монотонный) переходный процесс при минимальном времени протекания, в некоторых системах целесообразнее обеспечивать колебательный переходный процесс, не допуская перерегулирования, т. е. hмакс hдоп
5) Степень колебательности характеризует характеризует интенсивность затухания колебательного процесса, причем не всего переходного процесса, а наиболее медленно затухающей составляющей (рис.-4.10). Количественной оценкой интенсивности затухания служит степень затухания , определяемая по формуле: (наиболе часто =0,75-0,9).

17.Влияние законов регулирования на показатели качества процесса регулирования.

Минимально возможное время регулирования tp для различных законов регулирования и типов регуляторов при оптимальной их настройке определяется таблицей 1.

Теоретически, в системе с запаздыванием, минимальное время регулирования tPMIN = 2 Td.

В таблице 1 приведены рекомендации по выбору закона регулирования и типа регулятора исходя из величины отношения запаздывания Td к постоянной времени объекта Т. Если Td /Т < 0,2, то можно выбрать релейный, непрерывный или цифровой регуляторы. Если 0,2 < Td /Т < 1, то должен быть выбран непрерывный или цифровой, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор.

Если Td /Т > 1 , то выбирают специальный цифровой регулятор с упредителем, который компенсирует запаздывание в контуре управления. Однако этот же регулятор рекомендуется применять и при меньших отношениях Td /Т.

Таблица 1 - Выбор закона регулирования и типа регулятора по отношению Td /Т и tP Acd

Соотношение Td /Т	Соотношение tp /Td	Характеристика обьекта	Закон регулирования и тип регулятора
по запаздыванию и инерционности	по степени регулируемости
0<Td /Т<0,05		Без запаздывания	Очень хорошо регулируемый	Релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор
0,05<Td /Т<0,1		С большой инерционностью и с малым запаздыванием	Очень хорошо регулируемый	Релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор
0,1 <Td /Т<0,2		С существенным транспортным запаздыванием	Хорошо регулируемый	Релейный, непрерывный П-, ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор
0,2<Td /Т<0,4		С существенным транспортным запаздыванием	Еще регулируемый	Непрерывный или цифровой ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор
0,4<Td /Т<0,8		С существенным транспортным запаздыванием	Трудно - регулируемый	Непрерывный или цифровой ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор
0,8<Td /Т<1		С большим транспортным запаздыванием	Очень трудно - регулируемый	Непрерывный или цифровой ПИ-, ПД-, ПИД-регулятор
Td /Т>1		С большим транспортным запаздыванием	Очень трудно регулируемый	Цифровой регулятор с упредителем
	tP /Td > 6,5			Непрерывный или цифровой, П-регулятор
	tP /Td > 12			Непрерывный или цифровой, ПИ-регулятор
	tP /Td > 7			Непрерывный или цифровой, ПИД-регулятор
Примечания. tP - время регулирования, Td - запаздывание в объекте, Т - постоянная времени объекта.2. Релейный регулятор - двухпозиционный, трехпозиционный, многопозиционный регулятор.

18.Основные типы соединения звеньев.

1) Параллельное соединение.

Эта структурная схема преобразуется к виду:

(2.20)

Передаточные функции параллельных звеньев складываются.

2) Последовательное соединение.

Передаточные функции последовательных звеньев перемножаются.

(2.21)

3) Обратная связь.

Для разомкнутой системы общая ПФ:

Для положительной ОС -, для отрицательной ОС +.

Общая ПФ замкнутой одноконтурной системы:

(2.22)

ПФ для разомкнутой системы:

(2.23)

19.Улучшения качества регулирования посредством введения

корректирующего звена.

Задача коррекции состоит в повышении динамической точности САР в переходных режимах. Она возникает, поскольку стремление снизить ошибки регулирования в типовых режимах, приводит к необходимости использования таких значений общего коэффициента усиления, при которых без принятия спец. мер (внедрения пассивных звеньев) система оказывается неустойчивой.

Способы введения корректирующих звеньев

Результирующие ПФ:

Формулы эквивалентных переходов:

Показания к применению:

- последовательная коррекция - электрические цепи с немодулированными сигналами (легка в проектировании); - параллельная коррекция - необходимость ВЧ-шунтирования инерционных звеньев; - коррекция локальной ОС - необходимость уменьшения нелинейностей, дрейфа параметров или суммы постоянных времени (проста в реализации).

20.Прерывистые импульсные системы регулирования.

Прерывистой системой называется такая САР, в которой непре-рывное изменение регулируемого параметра соответствует прерывистому изменению воздействия хотя бы в одном из элементов системы.