Оценка качества сау на установившихся режимах. Коэффициенты ошибок. Статические и астатические системы.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 10Следующая ⇒

Установившийся режим наступает после окончания переходного процесса. В этом режиме управляемая величина и сигнал ошибки имеют только вынужденную составляющую, т. е. изменяются только под действием внешних воздействий.

В зависимости от свойств САУ, от точки приложения и вида внешнего воздействия:

· ошибка равна нулю;

· ошибка равна постоянной величине;

· ошибка неограниченно возрастает.

В свою очередь, свойства САУ характеризуются:

· передаточным коэффициентом k разомкнутой САУ;

· порядком астатизма системы n - числом идеальных интегрирующих звеньев в разомкнутой САУ (n = 0 – статическая система; n ³ 1 – астатическая система).

Так как на практике находят применение И, ПИ, ПИД регуляторы, то порядок астатизма n = 1, но может быть и n = 2.

На рис. 6.3 приведены переходные процессы в САУ с различными степенями статизма n при различных законах изменения задающего воздействия (e _з – составляющая ошибки, обусловленная изменением задающего воздействия x _з).

В установившемся динамическом режиме, как и в статическом, действует правило: точность воспроизведения системой управления задающего воздействия и точность подавления ею внешних возмущений тем лучше, чем больше передаточный коэффициент регулятора.

Статические и астатические системы

Рассмотрим подробнее работу АСР скорости двигателя (рис. 10). Пусть задающее напряжение Uо постоянно, а величина момента сопротивления нагрузки на валу двигателя Мс изменилась скачком. Изменится ли в конечном счете регулируемая величина- скорость вращения двигателя W.

Допустим, что момент сопротивления увеличился. Если напряжение на якоре двигателя Uя останется неизменным, то скорость вращения W неизбежно упадет в соответствии с нагрузочной характеристикой двигателя. Для того чтобы компенсировать увеличение момента сопротивления и поддержать прежнюю скорость, необходимо увеличивать напряжение Uя. Такое увеличение действительно происходит в системе вследствие увеличения сигнала ошибки U и напряжения возбуждения генератора Uвг.

Но компенсация увеличения момента сопротивления не будет полной и скорость вращения двигателя все же уменьшится, хотя и много меньше, чем без регулятора. Действительно, напряжение на якоре двигателя Uя может увеличиться только за счет увеличения напряжения ошибки U, равного разности напряжения задания Uо и напряжения тахогенератора Uт, т. е. в конечном итоге только за счет уменьшения скорости вращения двигателя W. Очевидно, что уменьшение скорости при увеличении нагрузки на валу будет тем меньше, чем выше коэффициент усиления напряжения ошибки усилителем У и генератором Г.

Таким образом, в этой системе скорость вращения двигателя принципиально не может быть при любой нагрузке в точности равной заданному значению.

Система, в которой регулируемая величина в установившемся режиме зависит от величины нагрузки (или возмущения), называется статической, а отклонение регулируемой величины от заданного значения - статической ошибкой.

Для того чтобы автоматическая система имела в установившемся режиме ошибку, равную нулю, необходимо устранить пропорциональность между регулируемой величиной и ее отклонением от заданного значения. Этого можно достичь, если включить в систему устройство, способное при нулевом входном сигнале поддерживать выходную величину на любом уровне. Таким свойством обладает любое устройство, представляющее собой интегратор, т. е. устройство, у которого скорость изменения выходной величины dY(t)/dt пропорционально входной величине X(t):

В качестве интегратора можно использовать, например, маломощный вспомогательный двигатель ВД (рис. 12). Такой двигатель, соединенный через редуктор Р с движком реостата в цепи возбуждения генератора, позволяет устранить статическую ошибку в АСР скорости двигателя. Вспомогательный двигатель ВД будет вращаться и увеличивать ток возбуждения генератора до тех пор, пока не будет полностью скомпенсировано увеличение момента сопротивления на валу основного двигателя и не восстановится заданное значение его скорости.

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману