Качество процесса управления определяется поведением автоматической системы при переходе с одного режима работы на другой.
Различают следующие основные показатели качества процесса управления: колебательность переходного процесса, максимальное отклонение (перерегулирование) управляемой переменной от заданного значения, точность, время переходного процесса.
Изменение выходной координаты y(t) в переходном режиме называют переходным процессом.
Переходный процесс определяется решением дифференциального уравнения в виде
y(t)=Yпр(t) + Yсв(t) (6.1)
где Yпр(t) – принужденная составляющая, обусловленная отработкой задающего воздействия,
Yсв(t) – переходная (свободная) составляющая, обусловленная отработкой системой ненулевых начальных условий.
В общем случае этот процесс представляет собой сложное движение, характер которого зависит от поведения переходной составляющей и от формы начального участка принужденной составляющей.
Для практики важно знать, как быстро система входит в установившийся режим, как велики перерегулирования во время переходного процесса и т. д., т. е. в понятие качества САУ нужно включить качество переходных процессов.
После окончания переходных процессов в системе устанавливается режим, когда с той или иной степенью точности выходная координата следует за задающим воздействием.
На характер изменения выходной координаты в установившемся режиме существенное влияние оказывает форма воздействий. Иными словами, качество одной и той же системы зависит от характера приложенных к ней воздействий.
Качество системы в установившемся режиме зависит также от ее структуры и параметров, поэтому, чтобы характеризовать свойства системы, в общее понятие качества надо включить и оценку качества установившегося режима.
Методы оценки качества процесса управления могут быть самыми различными, но определяются они в основном тремя факторами.
Во-первых, они зависят от выбора критерия качества (когда систему считать «хорошей», а когда «плохой»);
во-вторых, от исследуемого режима работы системы (в переходном режиме ошибки управления намного больше, чем в установившемся, а значит, и методы исследования должны быть разные);
в-третьих, от характеристик воздействий.
Вследствие неидеальности реальной САУ ухудшается ее качество, т. е. реальная выходная координата y(t) всегда отличается от желаемой Yж(t) Ошибка управления e(t)= Yж(t) – y(t) входит в некоторый функционал W[e(t)], называемый оценкой точности. Функционал может иметь самую разнообразную форму, выбор которой зависит от смысла задачи и метода ее решения.
Наиболее простое значение функционала: W[e(t)]=Ie(t)I
|