Показатели качества переходных процессов в САУ

 

По траектории переходных процессов в системе можно определить прямые показатели качества её работы: t_Р1, t_Р2, е, s, Y (рис.2).

Время первого достижения регулируемой величиной заданного значения t_Р1 оценивает качество регулирования системы относительно задающего воздействия и определяется как интервал времени от начала переходного процесса до момента, когда регулируемая величина впервые достигнет заданного значения Х_З.

Время переходного процесса или полное время регулирования t_Р2 характеризует быстродействие системы. Определяется t_Р2 как интервал времени от начала переходного процесса до момента, когда отклонение управляемой величины от его нового установившегося значения становится меньше или равной допустимой ошибке регулирования X_З – Z(t) £ e*. Величину e* обычно принимают равной ±2-5% от диапазона возможного изменения Z.

Статическая ошибка регулирования е = X_З – Z(t) – отклонение регулируемой величины от заданного значения по окончании переходного процесса.

Динамическая ошибка регулирования – величина наибольшего отклонения регулируемого параметра от задания.

Перерегулирование s – максимальное отклонение в переходный период DZ_max от установившегося значения, выраженное в процентах от X_З:

(38)

 

 

 

Рис.2. Прямые показатели качества переходного процесса

 

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

Колебательность переходного процесса обычно оценивается периодом Т_К и числом колебаний, равным числу минимумов траектории переходного процесса в интервале времени [0; t_Р2], а также степенью затухания.

Степень затухания Y определяется как отношение разности двух соседних положительных амплитуд колебаний к первой из них:

(39)

 

 

Степень затухания колебаний в пределах 0.78-0.98 считается вполне удовлетворительной.

Задача определения параметров качества переходного процесса сводится к построению траектории и определению требуемых оценок. Траектория Y(t) может быть получена путем решения неоднородного дифференциального уравнения, описывающего систему при заданных начальных условиях и воздействиях. Для систем, описываемых уравнениями выше третьего порядка, такой способ представляет значительные трудности, поэтому используются различные приближенные методы: метод Акульшина, метод трапеций и т.д. В промышленных САУ оценки показателей качества переходных процессов обычно определяют по экспериментальной траектории переходного процесса регулирования при возмущении по заданию.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Включить ПЭВМ и дождаться загрузки программы имитации «САУ», выбрать номер заданного варианта.

2. С помощью блока ручного управления установить автоматический режим управления.

3. Установить заданное значение регулируемого параметра на середине рабочего интервала статической характеристики и дождаться окончания переходного процесса. Зафиксировать в журнале значение YН регулируемого параметра по шкале вторичного прибора и положение вала ИМ ХН по указателю положения вала.

4. Быстро изменить на 12-20% заданное значение регулируемого параметра до Y_З.

5. С момента изменения задания фиксировать по шкале вторичного прибора изменение во времени выходного параметра Y(t) и положение вала ИМ X(t) через каждые 2-5 с, занося данные в журнал наблюдений. Измерения проводить до окончания переходного процесса или установления колебаний постоянной амплитуды.

6. Используя полученные значения, построить графики траекторий Y(t) и X(t). Примерный вид переходных процессов показан на рис.3.

 

Рис.3. Примерный вид графиков переходных процессов

 

7. По построенным графикам определить количественные оценки качества САУ: t_Р1, t_Р2, е, s, Y.

8. Привести систему в начальное состояние Y_Н (X_Н), для чего установить ручку задания в прежнее положение и дождаться окончания переходного процесса.

9. Перейти на ручной режим управления переключателем «Р».

10. Кнопками больше «> » и меньше «< », подавая управляющие команды на ИМ, постараться установить регулируемую величину на то же значение Y_З, что и в автоматическом режиме. Повторить п.5 и 6.

11. Определить параметры переходных процессов автоматического и ручного управления; сравнить их между собой.

12. Сделать вывод о качестве управления и эффективности работы САУ.

 

4 Содержание отчета

 

1. Структурная схема САУ.

2. Показатели качества.

3. Таблицу рабочего журнала и расчет динамических параметров технологического объекта.

4. График экспериментальной кривой разгона.

5. Выводы по работе.

 

5 Контрольные вопросы

 

1. Понятие качество применительно к САУ.

2. Структурная схема САУ вашего варианта.

3. Дайте определения прямым показателям качества.

4. Какие показатели применяют для оценки качества колебательных процессов?

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В результате успешного выполнения и защиты лабораторных работ, включенных в данное пособие, студент будет:

- знать основные понятия и определения теории автоматического управления и технологической кибернетики, методы и функции управления технологическими процессами, устройство и принцип действия элементов автоматических систем регулирования, основные способы сбора, обработки и хранения информации о параметрах технологических процессов, организацию производственного контроля и управления технологическими процессами;

- уметь определять статические и динамические характеристики технологических объектов управления и процессов, оценивать качество работы систем управления;

- владеть навыками построения типовых схем систем управления технологическими процессами.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

⇐ Предыдущая6789101112131415

Поделиться: