Прямые оценки качества процесса управления

Устойчивость системы автоматического управления необходимое условие ее работоспособности, но это условие далеко не исчерпывает всех тех требований, которые предъявляет практика использования АСУ. Так, во многих случаях требуется, чтобы за строго определенное время система переходила из одного устойчивого состояния в другое (быстродействие) или чтобы система достаточно точно воспроизводила воздействия, несущие информацию об изменении управляемых переменных. Иногда к АСУ предъявляют требование плавности изменения выхода и т.п. Комплекс требований, определяющих поведение системы в установившемся и переходном режимах при заданном воздействии, объединяют в понятие качества процесса управления. Понятно, что качество регулирования зависит от принятого алгоритма функционирования регулятора – закона регулирования.

Для оценки качества управления используется ряд числовых показателей.

В статическом состоянии о качестве управления судят по величине статической ошибки.

В динамических режимах качество систем оценивается по характеру переходного процесса. Рассмотрим некоторые показатели качества, которые при этом используют.

Показатели качества, определяемые непосредственно по кривой переходного процесса, называют прямыми оценками качества.

Чаще всего прямые оценки получают по кривой переходной характеристики h(t), т.е. по кривой переходного процесса, вызванного единичным ступенчатым сигналом при нулевых начальных условиях.

Переходная характеристика может быть получена для выходной величины y(t) или для ее отклонения e(t) от заданного значения.

К прямым оценкам качества относятся (см. рис. 3.5):

1. Время регулирования Т_р - промежуток времени от момента внесения воздействия до момента, после которого регулируемая величина h(t) становится и остается близкой к установившемуся значению h_уст с заданной точностью D, т.е. | h(t) - h_уст | £. D (Здесь D - величина, значение которой следует оговаривать).

2. Перерегулирование s - выраженное в процентах максимальное отклонение регулируемой величины от установившегося значения

3. Колебательность переходного процесса определяется числом колебаний h. Чаще всего допускается h=1-2, иногда 3-4, но в некоторых случаях колебания в системе недопустимы.

4. Частота колебаний (3.2)

где Т_к – период колебаний.

5. Время достижения первого максимума – t_max1.