Качество систем управления.

После оценки устойчивости приступают к этапу анализа степени выполнения системой предъявляемых к ней требований. После чего делается вывод либо об удовлетворении этих требований либо о проведении корректирующих действий. Оценка качества проводится путем анализа выходного сигнала системы, как по переходной характеристике, так и по частотной. Выделяют 2 группы методов оценки качества:

1. Прямые методы

2. Косвенные методы

Прямые методы позволяют оценить качество системы непосредственно по выходному сигналу, следовательно его необходимо получить либо расчетным путем либо экспериментальным путем. Для чего на вход системы подают типовые входные воздействия.

Косвенные методы оценки позволяют оценить качество системы по косвенным признакам. К ним относят:

-корневые методы(оценка качества по расположению корней уравнения)

-частотные(оценка качества по виду частотных характеристик)

-интегральные

Все эти методы позволяют провести сравнительную оценку качества и дать ответ, какая из рассматриваемых систем является более качественной. В общем случае переходный процесс представляет собой решение дифференциального уравнения системы с учетом правой и левой части, то есть в отличие от оценки работоспособности системы (устойчивость системы) оценка устойчивости по переходной составляющей – знаменатель передаточной функции. Оценка качества по переходной и по вынужденной составляющей - числитель и знаменатель. Качество переходного процесса зависит не только о свойств системы, но и от вида внешнего воздействия и от начальных условий работы системы.

Прямые методы оценки качества системы.

О бычно для общей характеристики системы проводят оценку графика переходного процесса при единичном ступенчатом воздействии и при нулевых начальных условиях. Тип переходного процесса уже является оценкой качества:

3 2

X_max1

1 х_min1

Для данного изображения наиболее качественным является график 1. По графику переходного процесса, который может быть получен и экспериментально снимаются показатели качества:

1. Время переходного процесса (время регулирования) – характеризует быстродействие системы и определяется как интервал времени от начала переходного процесса до момента когда отклонения выходной величины от её нового установившегося значения меньше определенной величины, малая величина – 5% от установившегося значения.

2. Максимальное отклонение переходного процесса - определяется максимальным значением перерегулирования.

3. Колебательность переходного процесса – определяет число перерегулирований за время регулирования

4. Логарифимический декремент колебаний – характеризует скорость затуханий колебания системы:

A₁ и A₂ – амплитуды смежных перерегулирований.

h_Э1 h_Э2 – смежные экспериментальные значения переходного процесса.

Все эти показатели называются прямыми оценка качества (снимаются напрямую с графика). Для явной оценки попадания системы в требования, предъявляемые к ней, используют так называемую коробку Солодовникова.

Для более точной оценки качества систем иногда требуется использовать дополнительные прямые оценки, которые ограничивают систему по возможным ускорениям выходного сигнала. Один из них – время нарастания – время за которое выходной сигнал достиг половины требуемого значения.