Обобщенная (интегральная) оценка качества переходного процесса регулирования

Остаточное отклонение регулируемой величиныот заданного значения.

Графики различных переходных процессов (процессов регулирования) в САР с регулятором непрерывного действия. Переходные процессы, показанные графиками, характеризуются тем, что в первом из них регулируемая величина в конце переходного процесса полностью возвращается к своему заданному значению, а во втором новое установившееся значение регулируемой величины от­личается от заданного на величину остаточного отклонения j_ост.

Остаточное отклонение j_ост регулируемой величины от заданного значения после окончания процесса регулирования часто называют статической неравномерностью регулирования.

Для многих ТП статическая неравномерность регулирования недопустима. Она присуща САР, выполняемым на базе регуляторов, отрабатывающих П-закон регулирования. Возвращение регулируемой величины к заданному значению может быть достигнуто лишь за счет интегрального (И) воздействия регулятора.

Таким образом, если в САР установлен регулятор пропорционального (П) или пропорционально-дифференциального (ПД) действия, то всегда будет иметь место остаточное отклонение j_ост регулируемой величины.

Остаточное отклонение j_ост зависит от нагрузки регулируемого объекта, при которой наступает новое установившееся значение регулируемой величины, а также от выбранного значения коэффициента усиления Кр (или диапазона дросселирования Д) регулятора при работе в САР.

Широкое распространение получила обобщенная оценка качества переходного процесса регулирования, учитывающая одновременно максимальное отклонение регулируемой величины и время регулирования. Такой обобщенной оценкой, или обобщенным показателем, служит площадь под кривой переходного процесса регулирования. Чем меньше площадь, тем при прочих равных условиях переходный процесс регулирования лучше.

Площадь, ограниченная кривой переходного процесса регулирования и осями координат, является интегральной оценкой качества переходного процесса регулирования и определяется уравнением

,

где Dj - разность между текущим и заданным значениями регулируемой величины.

Заметим, что интегральная оценка качества переходного процесса регулирования может быть использована для оценки только апериодических переходных процессов. Для колебательных переходных процессов, когда положительные полуволны чередуются с отрицательными, алгебраическая сумма площадей этих полуволн, определяемая уравнением не может характеризовать качество переходного процесса регулирования. В этих случаях обычно пользуются так называемой квадратичной интегральной оценкой. Тогда условная (квадратичная) площадь, ограничена кривой переходного процесса и осями координат, определяется уравнением

В этом случае изменение знака отклонения регулируемой величины не препятствует алгебраическому суммированию погрешностей регулирования в отдельных полупериодах.