Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции - Казанцев - 1998 / САУ, гл.7-стр. 59-67,отред-н..doc
Скачиваний:
106
Добавлен:
08.01.2014
Размер:
107.01 Кб
Скачать

67

7. Статические и динамические показатели сау

Рассмотрим основные показатели и требования, предъявляемые к системам стабилизации координат объектов управления, системам программного управления, системам воспроизведения движений и следящим системам.

7.1. Системы стабилизации координат сау.

К таким САУ относятся, прежде всего, системы управления с непрерывным технологическим процессом (непрерывные прокатные станы, бумагоделательные машины, установки для производства полимерных материалов и др.). Требования к системам стабилизации формулируются в статике и в динамике.

В статике, т. Е. В установившихся (квазиустановившихся) режимах функционирования систем стабилизации можно сформулировать два основных тесно взаимосвязанных требования:

  1. обеспечение статической точности регулирования выходной координаты;

  2. обеспечение диапазона регулирования выходной координаты с заданной статической точностью.

Наиболее часто стабилизируемой координатой в САУ является линейная или угловая скорость движения рабочего механизма. На рис. 7.1. приведена статическая (механическая) характеристика электропривода постоянного тока.

Из рассмотрения механической характеристики следует, что абсолютная величина статической ошибки стабилизации скорости ∆c

не зависит от скорости холостого хода ( 0 , 0) а зависит от момента нагрузки на валу электропривода, поэтому оценку статической ошибки производят для некоторого среднего или номинального момента нагрузки. Зададимся диапазоном изменения нагрузки от Mmin= 0 до Mmax , тогда Mср=1/2(Mmin+ Mmax) – среднее значение момента нагрузки.

Абсолютная величина статической ошибки стабилизации скорости ∆c рассчитывается по формуле:

∆c = 0- р ,

где р – рабочая скорость электропривода.

Относительная величина статической ошибки:

Заметим, что величина относительной статической ошибки стабилизации скорости возрастает с уменьшением рабочей скорости.

Диапазон изменения любой координаты САУ всегда ограничен, в частности, для систем стабилизации скорости он фактически не превышает

100000. Диапазон стабилизируемых скоростей можно оценить следующим образом:

D = max -min - абсолютная оценка,

δD= max / min - относительная оценка.

По диапазону регулирования системы стабилизации скорости электропривода условно разделяют на системы:

  • малого диапазона (δD  3);

  • среднего диапазона (3 >δD  50);

  • широкого диапазона (δD > 50).

Требование, предъявляемое к точности стабилизации скорости тесно

связано с требованем к диапазону стабилизируемых скоростей:

Очевидно, что если требование к статической точности будет

удовлетворено внизу заданного диапазона стабилизируемой координаты (при min в рассматриваемом примере), то тем более оно будет удовлетворено вверху заданного диапазона.

Статическая ошибка в системе стабилизации некоторой координаты теоретически может быть сведена к нулю за счет включения интегральной составляющей в закон регулирования этой координаты (интегратора в структуру регулятора) или реализации скользящего режима во внешнем контуре (релейного закона управления с большой частотой переключения реле) / 3,4/. Система управления в этом случае становится астатической (нулевого или первого порядка) и ее квазиустановившийся режим работы характеризуется отсутствием статической ошибки регулирования.

В динамике, т. е. в режимах отработки системой изменений задающих и возмущающих воздействий внешней среды, к системе стабилизации могут предъявляться следующие требования:

а) в частотной области:

  • обеспечение требуемой полосы пропускания замкнутого контура или частоты среза разомкнутого контура регулирования (гц);

  • обеспечение требуемых запасов по амплитуде и фазе логарифмической частотной характеристики (L, );

б) во временной области:

  • обеспечение динамической точности стабилизации выходной координаты xвых(t);

  • обеспечение быстродействия отработки ошибок регулирования при изменениях задающих и возмущающих воздействий (с);

  • обеспечение требования к допустимому перерегулированию  (%), колебательности выходной координаты xвых(t) (число колеаний) и т.п.