7.3. ПОКАЗАТЕЛИ, КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Среди возможных режимов САР важное значение имеет переходный процесс, возникающий при быстром (в пределе мгновенном) изменении задающего воздействия или возмущения от одного значения до другого. Чем с большей скоростью и плавностью протекает такой процесс, тем меньшие продолжительность и значение рассогласования.

Поэтому одной из оценок качества регулирования (прямой оценкой) служит оценка качества переходной характеристики САР относительно задающего воздействия. При этом имеется в виду, что чем лучше переходная характеристика, тем лучше система будет отрабатывать (воспроизводить) произвольное задающее воздействие.

Переходные характеристики (рис. 7.2) бывают колебательными (кривая 1) и монотонными (кривая 2). Особенность колебательной характеристики в наличии перерегулирований — переходов через установившееся значение. Если только одно перерегулирование, то характеристика малоколебательная. У монотонной характеристики не изменяется знак производной: Иногда к монотонным относят характеристики без перерегулирования (кривая 3), хотя знак производной и изменяется.

К основным показателям качества переходной характеристики относят перерегулирование а и время регулирования Перерегулирование есть разность между максимальным значением переходной характеристики и ее установившимся значением Перерегулирование выражают в процентах:

В большинстве случаев требуется, чтобы перерегулирование не превышало 10—30%. Иногда необходимо, чтобы перерегулирование

Рис. 7.2. Основные типы переходных характеристик относительно задающего воздействия

Рис. 7.3. Область допустимых отклонений переходной характеристики относительно задающего воздействия

Рис. 7.4. Основные типы переходных характеристик относительно возмущения

отсутствовало и характеристика была монотонной. В некоторых САР допускают перерегулирование до 50% и более.

Временем регулирования оценивают длительность переходного процесса. Однако в идеальной линейной системе переходный процесс бесконечен, поэтому временем регулирования считают тот интервал времени, по истечении которого отклонения переходной характеристики от установившегося значения не превышают А:

На рис. 7.2 время регулирования указано для каждой из трех характеристик. Значение А выбирают обычно равным 5%. Иногда устанавливают и даже но такой выбор следует оговаривать.

При заданных значениях переходная характеристика не должна выходить из определенной области (рис. 7.3), называемой областью допустимых отклонений.

Существенным показателем качества служит также число колебаний, т. е. число максимумов характеристики за время регулирования. Обычно бывает одно-два колебания. Допускается до трех-четырех колебаний.

Всякая САР имеет своей целью, кроме воспроизведения задающего воздействия, еще и подавление (уменьшение влияния) возмущений. Поэтому качество регулирования оценивают также по переходной характеристике системы по возмущению. Основная особенность этой характеристики (рис. 7.4) в том, что ее установившееся значение должно быть весьма малым в статической системе (кривая и равно нулю в астатической системе (кривые 2 и 3). Характеристику, пересекающую ось абсцисс, называют колебательной (кривые 1 и 2) и монотонной (кривая если такого пересечения нет.

Для определения времени регулирования характеристики служит то же значение . В астатической системе значение А откладывают от оси абсцисс.

Понятие перерегулирования для характеристик не имеет смысла, и эти характеристики оценивают непосредственно максимальным значением На рис. 7.4 указаны значения времени регулирования и максимальные значения для всех трех характеристик.

Качество регулирования САР оценивают и по переходным характеристикам для ошибки слежения, которые отличаются от тем, что их начальное значение не равно нулю.