Качество локальных систем

Качество локальных систем оценивают либо во временной области по существенным признакам переходных функций, либо в частотной области по частотным характеристикам, отличительные особенности которых позволяют предсказать, какими будут переходные функции.

Показатели качества во временной области (рисунок 1.4):

- перерегулирование  %.

- время регулирования  (отрезок времени от начала переходной функции до момента, когда величина  становится меньше допустимой величины

- число колебаний m (число максимумов переходного процесса за время регулирования);

- степень затухания переходной функции

- декремент затухания  (коэффициент в показатели степени экспоненты, описывающей огибающую затухающих колебаний; типовое значение d = 1/4 и менее);

- время нарастания t _н (интервал времени, в течение которого переходный процесс нарастает от 0,1 до 0,9 своего установившегося значения. Характеризует быстроту реакции локальной системы на изменение внешнего воздействия).

Рисунок 1.4

Требования к качеству локальной системы в каждом конкретном случае определяются особенностями управляемого процесса. В одних случаях ограничивается динамическая ошибка , в других время регулирования t _p или число колебаний m. По технологическому регламенту может быть ограничена величина  значением ± 0,02 или ± 0,01, степень затухания 0,75 – 0,85.

Показатели качества в частотной области:

- показатель колебательности М – отношение максимального пика амплитудной частотной характеристики  замкнутой системы к ее начальной ординате при (рисунок 1.5); характеризует удаленность системы от колебательной границы устойчивости. По техническим требованиям величина М выбирается в пределах М = 1,2…1,6; реже принимают М = 1,1…1,3.

Значения М выше 1,7 ведет к резкому возрастанию колебательности системы и длительному затуханию переходных процессов;

-   полоса пропускания – диапазон частот от нуля до , в пределах которой снижается не более чем на 0,707 раз относительно значения на нулевой частоте; указывает сколь быстрым будет переходной процесс. С расширением полосы время переходного процесса уменьшается.

Рисунок 1.5

Вопросы для проверки усвоения материала

1 Каково назначение локальных систем в технических системах с автоматическим управлением?

2 Приведите определения регулируемой или управляемой переменной, возмущающего и задающего воздействий.

3 Перечислите основные функциональные элементы локальных систем и поясните их назначение.

4 В чем состоит качественное различие между одноканальной и многоканальной системами?

5 Назовите основные показатели качества локальных систем, сформулируйте требования, предъявляемые к качеству управления.

2  Датчики, измерительные и преобразующие
устройства

Из всего многообразия существующих типов датчиков в локальных системах наибольшее распространение получили потенциометрические, индукционные и фотоэлектрические датчики, осуществляющие преобразование механической величины (угла поворота) в электрический сигнал.

В разделе рассмотрены некоторые схемы датчиков этого типа, схемы измерительных и преобразующих устройств. Приведены сведения, необходимые для решения задач их выбора и расчета основных параметров. При этом необходимо помнить, что термин датчик является общим и в конкретных измерительных устройствах имеет другое название. Например в устройствах измерения рассогласования, представляющего собой соединение двух измерительных средств, термин датчик наиболее полно соответствует функции задающего устройства, а термину датчик управляемой величины – название приемник. Необходимо так же знать, что угловые величины принято обозначать буквами греческого алфавита. Поэтому обозначение q (t) необходимо заменить на , y (t) – на , e (t) – на δ(t), U_e (t) – на U _δ(t) или