2020-04-20
174
Структурная схема САР
САР прямого действия состоит из двух динамических звеньев: объекта регулирования и регулятора прямого действия (см. рис. 13).
Структурная схема звеньев позволяет изобразить структурную схему САР.
Рис. 13 - Структурная схема САР
Статические характеристики САР
Для построения статической характеристики САР необходимо иметь статические характеристики объекта регулирования - внешние и скоростные, регулятора 
,
а также координаты регулирующего органа, при которых снимались статические характеристики объекта. Можно также принять в основу построение статических характеристик САР значение степени неравномерности регулятора. В этом случае достаточно знать частоты вращения вала и моменты двигателя на установившихся режимах и на соответствующих режимах холостого хода.
Динамические характеристики САР
Динамические свойства САР характеризуются их дифференциальными уравнениями, решение которых дают математические выражения переходного процесса. Для получения дифференциального уравнения САР прямого действия необходимо совместно решить уравнения двигателя и регулятора, но при этом необходимо учесть обратное воздействие регулятора на двигатель. Для введения обратного воздействия достаточно знак входной координаты в уравнении движения объекта регулирования поменять на обратный:
|
|
|
(3.1)
Решая систему получим:
(3.2)
Уравнение движения САР для случая отсутствия перерегулировок потребителя и регулятора в период протекания переходного процесса:
;(3.3)
где 
(3.4)
при исследовании работы систем регулирования целесообразно уравнениям двигателя придать нормированную форму.
(3.5)
где 
- безразмерное время;
- масштаб времени;
;
.
Коэффициенты нормируемого уравнения 
и 
-безразмерные величины; они задаются критериями подобия САР.
Устойчивость САР
Под устойчивостью системы автоматического регулирования системы понимают их способность поддерживать заданный регулируемый режим работы системы с определённой точностью и восстанавливать его в случае нарушения.
Наиболее просто оценить устойчивость САР можно по критериям устойчивости Рауза-Гурвица, А.В. Михайлова, по диаграмме И.А. Вышнеградского (см.рис. 3.3).
Согласно критериям Рауза-Гурвица процессы будут сходящимися, а система устойчивой, если все коэффициенты уравнения движения системы, главный определитель Гурвица и все диагональные миноры имеют положительный знак.
В частности, система третьего порядка будет устойчива, если
|
|
|
Вывод - рассматриваемая система устойчива.
Диаграмма И.А. Вышнеградского позволяет оценить не только устойчивость САР, но и качественно оценить характер переходного процесса. Для использования диаграммы необходимо знать критерии подобия нормированного дифференциального уравнения системы (3.8). Таких критериев два ( и 
). Если характеристические точки (
и 
) располагаются в первой и второй областях, то система устойчива, и наоборот.
В заключении можно сделать вывод о характере переходного процесса САР: переходный процесс данной системы автоматического регулирования является апериодически сходящимся.
Список литературы
1. Лаврик А.Н. Расчет системы автоматического регулирования частоты вращения коленчатого вала дизеля: Учебное пособие. - 1991. - 37 с.
. Основы теории автоматического управления: Учебник для авиационных ВУЗов / В.С. Булыгин, Ю.С. Гришанин, Н.Б. Судзиловский и др. Под редакцией Н.Б. Судзилоывского. - М.: Машиностроение, 1985. - 512 с.
