4. Показатели качества процесса регулирования

Качество автоматической системы управления определяется совокупностью свойств, имеющих количественную оценку, называемых показателями качества системы управления.

Различают два вида показателей качества управления: прямые и косвенные. Прямые показатели определяют по графику переходного процесса, возникающего в системе при ступенчатом внешнем воздействии на систему. Косвенные показатели качества определяют расчётным путём. Ниже рассмотрены некоторые прямые показатели качества.

На рис. 4 приведён график переходного процесса, вызванного ступенчатым изменением задающего воздействия x_з. За начало отсчёта для выходной величиныx(t)принятоx(0), которое было до подачи ступенчатого воздействияx_з.

Одним из важ-нейших показателей качества регулирова-ния являетсяошибкарегулирования_ост(), которая характеризует точность процесса управления в устано-вившемся режиме. При ступенчатых воз-действиях установив-шаяся ошибка называетсястати-ческой:

_ост()=1-х().

Точность регулирования в переходных режимах определяется величинами отклонений управляемой переменной x(t)от задающего воздействияx_з(t)и длительностью существования этих отклонений. Одним из таких показателей качества являетсяперерегулирование:

.

Качество процесса управления обычно считается удовлетво-рительным, если перерегулирование не превышает 30…40 %.

Первое максимальное отклонение х_мтакже является показателем качества.

Длительность переходного процесса t_п– интервал времени от момента приложения ступенчатого воздействия до момента, после которого отклонения управляемой величиных(t) от нового установившегося значениях()становятся меньше некоторого заданного значения_п. Обычно_п принимают равной 5 % отх().

Дополнительными временными показателями качества являются время нарастания t_н, время достижения первого максимумаt_ми период затухающих колебанийТ_зат.

5. Лабораторная установка

П-регулятор лабораторной установки смонтирован на щите управления. Панель управления П-регулятором изображена на рис. 5. Заданное значение температуры объектах_зустанавливается по шкале задатчика, шкала которого отградуирована в процентах от нормирующего значения температуры, в качестве которого выбрана максимальная температура объекта. Действительное значение температуры объектах_п отсчитывается по шкале измерительного прибора, также отградуиро-ванной в процентах. Отклонение температуры объекта от заданнойв процентах вычисляется как разность уставки задания по шкале задатчика и показаний прибора. Значение управля-ющего воздействияyизмеряется указателем положения исполнительного механизма УП ИМ, являю-щегося исполнительным устройством. Его шкала оцифрована в процентах от полного хода; с помощью расположенного рядом переключателя полная длина шкалы УП ИМ может быть установлена равной 50 или 100 %. Переключатель управления исполнительным механизмом «Автоматическое» – «Ручное» расположен в том же ряду справа рядом с ручкой ручного управления перемещением.

Объект управления лабораторной установки, представля-ющий собой малогабаритный термостат для поддержания постоянной температуры холодного спая термопары, измеряющей температуру какого-то другого объекта, смонтирован на отдельной панели и соединён с регулятором кабелем. Он состоит из нагревателя с датчиком температуры Д_хв полости нагревателя и закрыт защитным кожухом. Нагрузка на объект создаётся электрическим вентилятором, двигатель которого имеет три скорости, соответствующие трём нагрузкам: «Минимальная», «Номинальная», «Максимальная». Нагрузка переключается ключом, расположенным на панели управления регулятором.