Понятие о качестве процесса регулирования.

Качество является одной из важнейших характеристик, определяющих эффективность автоматических систем регулирования. Чтобы управлять качеством сложных технических систем, необхо­димо установить уровень качества и уметь его измерять.

Однако получить такую характеристику качества системы в об­щем виде функциональной зависимости от множества ее структур­ных, технических, аппаратных и эксплуатационных характеристик весьма сложно. Поэтому о качестве систем автоматического регу­лирования сложными технологическими процессами судят в пер­вую очередь по их функциональным свойствам (устойчивость, ста­тическая и динамическая точности).

Рис. 2.1. Структурная схема одноконтурной системы регулирования.

Устойчивость АСР, т. е. затухание переходных процессов в ней, является необходимым, но далеко не достаточным условием прак­тической пригодности системы. Существенное значение имеет еще качество процессов регулирования, т е. сам характер протекания переходных процессов и прежде всего их длительность и колеба­тельность.

На АСР, структурная схема которой представлена на рис. 2.1, в общем виде воздействуют два типа внешних сигналов: 1) задаю­щее воздействие x_зд; 2) возмущающие воздействия f₁ (внутреннее возмущение) и f₂ (внешнее возмущение).

Система регулирования должна удовлетворять двум основным требованиям:

• а) с максимальной точностью отрабатывать задаю­щий сигнал, т. е. необходимо, чтобы ;
• б) по возможно­сти не реагировать на возмущения f₁ (t) и f₂ (t), т. е. ошибка , возникающая под действием возмущения, должна быть наименьшей и ее необходимо максимально быстро ликвидировать.

В зависимости от назначения системы существенным становит­ся требование, сформулированное в пункте “а”, либо оба эти тре­бования играют одинаковую роль. В системах стабилизации сигнал , и для этих систем важно требование, сформулиро­ванное в пункте “б”. В системах программного управления на пер­вый план выступает требование максимальной приемистости в от­работке сигнала задания. В следящих системах оба требования имеют одинаковое значение.

Рис. 2.2. Переходные характеристики автоматической системы регулирования при отработке внутреннего возмущения (а) и скачкообразном изменении задания (б).

Качество регулирования численно может быть охарактеризо­вано прямыми показателями качества, которые можно определить непосредственно из кривых переходных процессов АСР.

На рис.2.2 приведены примеры таких переходных характерис­тик АСР, представляющих собой переходные процессы на выходе системы, вызванные воздействием в виде единичного скачка возму­щения f₁ (t), приложенного к входу объекта (рис. 2.2, а), и задаю­щего сигнала x_зд(t) (рис. 2.2, б), в соответствии с которым выход­ная величина х системы по окончании переходного процесса стаби­лизируется на новом уровне.