Переходные процессы и САР позволяют судить о ее быстродействии и запасе устойчивости. Наиболее полно позволяют судить о качестве САР переходные процессы при ступенчатых воздействиях. Такие воздействия, кроме того, часто наиболее характерны в системах. Как и при рассмотрении ошибок, можно раздельно судить о качестве САР при отработке ею ступенчатых задающих и возмущающих воздействий. Для простоты рассмотрим типовую структуру САР (рис. 6-1), положив (т. е. будем рассматривать качественные показатели переходного процесса, возникшего при отработке только задающего воздействия ). Если взять , то в этом случае на выходе будем наблюдать переходную функцию замкнутой системы (рис. 6-3), по которой можно судить о следующих показателях качества:
Рис. 6-3
1) установившееся значение , которое
характеризует точность воспроизведения задающего воздействия;
2) время регулирования , определяемое из условия
при ,
где Δ — допуск (обычно ), которое характеризует быстродействие системы;
3) время до максимального перерегулирования tр, которое также характеризует быстродействие САР, но с точки зрения быстроты нарастания выходного воздействия;
4) максимальное перерегулирование
,
которое характеризует колебательность системы;
5) частота собственных колебаний или число перерегулирований за время .
Для суждения об указанных показателях качества можно воспользоваться непосредственным методом построения переходной функции, либо воспользоваться указанными далее косвенными методами. Для непосредственного, построения функции
, (6-11)
где — символ обратного преобразования по Лапласу, необходимо знать полюса передаточной функции САР, что затруднительно, если ее порядок высок. К косвенным методам оценки качества САР относятся нашедшие широкое распространение частотные методы (суждение о качестве по частотным характеристикам) и весьма редко применяемые в инженерной практике корневые методы (суждение о качестве по расположению нулей и полюсов передаточной функции САР). Эффективным методом создания систем с наилучшим качеством является метод интегральных оценок.