Теоретические основы построения эффективных АСУ ТП


Теоретические основы построения эффективных АСУ ТП


2. Автоматические регуляторы и их настройка

2.5. Основные показатели качества регулирования

К автоматическим системам регулирования предъявляются требования не только устойчивости процессов регулирования во всем диапазоне нагрузок на объект. Для работоспособности системы не менее необходимо, чтобы процесс автоматического регулирования осуществлялся при обеспечении определенных качественных показателей. Такими показателями являются:
1).Ошибка регулирования (статистическая или среднеквадрати- 
ческая составляющие).
2). Время регулирования.
3). Перерегулирование.
4). Показатель колебательности.
5). Динамический коэффициент регулирования

, который определяется из формулы

К понятию динамического коэффициента регулирования

Рис. 2.5. К понятию динамического коэффициента регулирования.

где смысл величин

и
ясен из рис. 2.5.
Величина
характеризует степень воздействия регулятора на процесс, т.е. степень понижения динамического отклонения в системе с регулятором и без него.

График отработки ступенчатого сигнала задания

Рис. 2.6. График отработки ступенчатого сигнала задания.

Величина перерегулирования зависит от вида отрабатываемого сигнала.
При отработке ступенчатого воздействия по сигналу задания величина перерегулирования определяется по формуле

где значения величин

и
показаны на рис.2.6.
При отработке возмущающего воздействия, величина перерегулирования определяется из соотношения

где значения величин

и
показаны на рис. 2.7.

График переходного процесса при отработке возмущения

Рис. 2.7. График переходного процесса при отработке возмущения.

Время регулирования - это время, за которое регулируемая величина в переходном процессе начинает отличаться от установившегося значения менее, чем на заранее заданное значение

, где
- точность регулирования. Обычно принимается, что
от величины скачка по сигналу задания. Настройки регулятора необходимо выбирать так, чтобы обеспечить минимально возможное значение общего времени регулирования, либо минимальное значение первой полуволны переходного процесса. В непрерывных системах с типовыми регуляторами это время бывает минимальным при так называемых оптимальных апериодических переходных процессах. Дальнейшего уменьшения времени регулирования до абсолютного минимума можно достичь при использовании специальных оптимальных по быстродействию систем регулирования.
В некоторых САР наблюдается ошибка, которая не исчезает даже по истечении длительного интервала времени - это статическая ошибка регулирования
. Данная ошибка не должна превышать некоторой наперед заданной величины. 
У регуляторов с интегральной составляющей ошибки в установившемся состоянии теоретически равны нулю, но практически незначительные ошибки могут существовать из-за наличия зон нечувствительности в элементах системы.
Показатель колебательности M характеризует величину максимума модуля частотной передаточной функции замкнутой системы (на частоте резонанса) и, тем самым, характеризует колебательные свойства системы. Показатель колебательности наглядно иллюстрируется на графике рис. 2.8.

График модуля частотной передаточной функции замкнутой системы

Рис.2.8. График модуля частотной передаточной функции замкнутой системы.


Условно считается, что значение

является оптимальным для промышленных САР, т. к. в этом случае
обеспечивается в районе от 20% до 40%. При увеличении M колебательность в системе возрастает.
В некоторых случаях нормируется полоса пропускания системы
, которая соответствует уровню усиления в замкнутой системе 0,05. Чем больше полоса пропускания, тем больше быстродействие замкнутой системе. Однако при этом повышается чувствительность системы к шумам в канале измерения и возрастает дисперсия ошибки регулирования.

Назад | Содержание | Дальше

НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ КОМПАНИИ "АТМ" >>

Copyright (c) 2000 ATM




- Начало -  - Назад -  - Вперед -



Книжный магазин