ГЛАВА 5. качество процессов управления

Определение устойчивости системы и ее обеспечение являются первой проблемой при создании автоматических систем. Второй, не менее важной проблемой, является обеспечение заданного качества процесса управления. Т.е. устойчивость необходимое, но не достаточное условие нормальной работы системы. Устойчивая система может быть не достаточно точной, не достаточно быстродействующей, может иметь большое перерегулирование. Выделяют следующие основные показатели качества процесса управления: колебательность переходного процесса, максимальное отклонение (перерегулирование) управляемой переменной от заданного значения, точность, время переходного процесса. Качество управления обычно оценивается по переходной характеристике, т.е. по реакции системы на единичный входной сигнал.

Классификация внешних воздействий. требования, предъявляемые к качеству процесса управления.

1. Классификация внешних воздействий. Изменение режима работы автоматической системы возникает в результате прикладываемых к ней внешних воздействий. При этом возможны различные режимы работы системы в зависимости от заданного закона изменения выходной переменной и внешних возмущающих воздействий. В общем случае эти воздействия являются сложной функцией времени. При исследовании качества процесса управления обычно принято рассматривать несколько типичных воздействий в виде следующих функций:

- единичной скачкообразной,

- импульсной,

- гармонической.

Наиболее распространенным является воздействие в виде единичной скачкообразной функции.

Существует несколько видов требований, предъявляемых к протеканию процесса управления. Их можно представить с помощью графиков, на которых изображены необходимые переходные процессы.

1) задается коридор, т.е. некоторая область, за пределы которой управляемая переменная не может выходить ни при каких возможных в реальных условиях воздействиях на систему (рис.1);

2) задается желательная кривая переходного процесса (на рис. 2 она изображена пунктирной линией)и максимально допустимое отклонение от этой кривой .

3) требуется, чтобы в полученном переходном процессе достигался максимум или минимум значения какого-либо параметра при определенных ограничениях (данная задача называется оптимизацией переходного процесса). Например, необходимо, чтобы время переходного процесса было минимально, т.е. необходимо решить задачу быстродействия системы: