1.2.4. Комбинированное управление (сочетание принципов замкнутой и разомкнутой систем)

1.2.4.1. Комбинированная САУ по возмущению. В данной САУ с помощью измерительного элемента ИЭ2 (рис. 1.9) создана дополнительная связь по возмущению, которая компенсирует его влияние “в основном”. Замкнутый контур устраняет рассогласование, возникающее при изменениях задающего воздействия и вследствие неточности действия дополнительной связи.

Рисунок 1.9

1.2.4.2. Комбинированная САУ по задающему воздействию. В данной САУ (рис. 1.10) дополнительная связь по задающему воздействию обеспечивает его воспроизведение “в основном ”. Замкнутый контур устраняет рассогласование, возникающее из-за неточности действия дополнительной связи и от возмущений.

Рисунок 1.10

1.3. Понятие о качестве систем автоматического управления

Целью функционирования любой САУ является отработка задающих воздействий и подавление возмущений. Форма (вид) задающих воздействий может быть самой различной и определяется конкретными условиями работы той или иной САУ. Качество работы САУ принято оценивать по их реакции (поведению) на некоторые типовые воздействия и по точности в установившихся режимах.

К типовым воздействиям относятся:

а) единичная ступенчатая функция (рис. 1.11):

; (1.24)

Рисунок 1.11

б) линейная функция времени (говорят: “движение с постоянной скоростью”), (рис. 1.12)

; (1.25)

Рисунок 1.12

в) квадратичная функция времени (говорят: “движение с постоянным ускорением”) (рис. 1.13)

; (1.26)

Рисунок 1.13

г) гармоническое (синусоидальное) воздействие (рис. 1.14)

. (1.27)

Рисунок 1.14

Наибольшее распространение получили единичная ступенчатая функция и гармоническое воздействие. Функции вида иявляются типовыми при исследовании следящих систем.

При подаче задающего воздействия на САУ выходная величина не может мгновенно стать равной задающему воздействию вследствие инерционности звеньев системы. Процесс перехода САУ из одного установившегося состояния в другое называется переходным процессом. Кривая переходного процесса при отработке единичной ступенчатой функции называется переходной характеристикой системы h(t) (рис. 1.15).

Рисунок 1.15

К основным показателям качества, определяемым по переходной характеристике, относят перерегулирование ивремя регулирования .

Перерегулирование – это максимальное отклонение переходной характеристики от установившегося значения выходной величины, выраженное в относительных единицах или процентах:

. (1.28)

Очевидно, что перерегулирование имеет место при колебательных переходных процессах и отсутствует при апериодических. В большинстве случаев требуется, чтобы .

Время регулирования – время, начиная с которого выходная величина будет оставаться близкой к установившемуся значению с заданной точностью:

, (1.29)

где , заданная в процентах от установившегося значения. Обычно.

Изменяющаяся в течение переходного процесса ошибка регулирования называется динамической ошибкой (рис. 1.16)

. (1.30)

Постоянное отклонение выходной величины от задающего воздействия в установившемся режиме называется статической ошибкой (рис. 1.16).

Рисунок 1.16

Если при постоянном внешнем воздействии статическая ошибка в САУ не равна нулю, то такая САУ называется статической. Если внешнее воздействие не создаёт установившейся ошибки, то система называется астатической относительно этого воздействия.