§ 4.3. Оценка качества переходного процесса при воздействии ступенчатой функции
Переходный процесс в системе зависит не только от свойств САУ, но и от характера внешнего воздействия, которое в общем случае может быть сложной функцией времени. Поведение системы рассматривают при следующих типовых воздействиях: единичной ступенчатой функции 
импульсной 
и гармонической функций. Прямые оценки качества получают по кривой переходной характеристики 
т. е. при воздействии единичной ступенчатой функции
и Нулевых начальных условиях.
Эту характеристику можно построить для выходной величины или для отклонения 
(рис. 4.3, с, б). К прямым оценкам качества относят:
1. Время регулирования 
— минимальное время, по истечении которого регулируемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению с заданной точностью
или
где 
— постоянная величина, значение которой нужно оговаривать (задается величина 
в процентах от установившегося значения выходной величины 
Рис. 4.3
2. Перерегулирование а — максимальное отклонение переходной характеристики от установившегося значения выходной величины, выраженное в относительных единицах или процентах:
где 
— значение первого максимума, или
Допустимое значение перерегулирования в каждом конкретном случае будет подсказано опытом эксплуатации системы, обычно 
но в некоторых случаях допускается и до 
Иногда перерегулирование недопустимо совсем.
3. Частоту колебаний 
где Т — период колебаний для колебательных переходных характеристик.
4. Число колебаний 
которое имеет переходная характеристика 
или 
за время регулирования 
При проектировании систем чаще всего допускают 
а иногда и до 3—4, но в некоторых случаях колебания в системе недопустимы.
5. Время достижения первого максимума 
6. Время нарастания переходного процесса 
— абсциссу первой точки пересечения кривой переходной характеристики 
с уровнем установившегося значения 
или кривой отклонения 
с осью абсцисс.
8. Декремент затухания и, равный отношению модулей двух смежных перерегулирований:
Перечисленные показатели качества могут быть дополнены другими, но это обусловлено спецификой конкретной системы.
Определение приведенных выше прямых оценок качества переходного процесса проиллюстрировано на рис. 4.3, а, б.
Переходные процессы, возникающие в системах при скачкообразных воздействиях, принято делить на три группы: монотонные, апериодические и колебательные. У монотонных процессов первая производная выходной величины 
не меняет знак (кривая а на рис. 4.4), у апериодических знак производной
Рис. 4.4
меняется не более одного раза (кривая б на рис. 4.4), а у колебательных — первая производная 
меняет свой знак периодически (теоретически бесконечное число раз) (кривая в на рис. 4.4).
Нужно отметить, что в настоящее время при бурном развитии вычислительной техники трудности, связанные с расчетом переходных процессов и выбором возможных вариаций параметров системы, существенно уменьшаются, поэтому роль прямых оценок качества при проектировании САУ возрастает
