5.1.6 Обратная связь в системах управления.
Для улучшения динамических свойств систем регулирования применяют обратную связь.
ЭС
X(вых) X(вх)
Рисунок 20 - Принципиальная схема САУ с ОС.
В схеме при втором включении жесткой обратной связи последнее постоянно подает на вход, охваченного ею звена, сигнал, по величине пропорциональный сигналу на выходе.
∆X = Хвх. ± Х2 5-3
где: + - положительная обратная связь
– - отрицательная обратная связь
Разделим выражение 5-3 на Хвых.
где:
W – Зависимость между входной и выходной величинами в процессе управления.
10-4: 5-5 положительная обр. связь
5-6 отрицательная обр. связь
Предположим, что К1- звено с коэффициентом передачи равным 10.
К2 | 0 | 0.01 | 0.05 | 0.08 | 0.09 | 0.1 |
Wn | 10 | 11 | 20 | 50 | 100 | ∞ |
При охвате звена управления положительной обратной связью передаточная функция его возрастает, и звено управления превращается в неустойчивое.
Выходная величина будет быстро расти по экспоненте. Возрастает ошибка управления, возникает нелинейный процесс, который приведет к выходу системы управления из строя.
К2 | 0 | 0.01 | 0.05 | 0.1 | 1 |
W0 | 10 | 9.9 | 6 | 5 | 1 |
При охвате звена управления отрицательной обратной связью передаточная функция его уменьшается. Это позволяет стабилизировать систему, делает ее более устойчивой. Недостаток: уменьшение коэффициента усиления, снижает статическую точность САУ. Достоинство: отрицательная обратная связь применяется для измерения выходной величины.
5.2 Показатели качества автоматических систем.
Основными показателями качества АС является:
устойчивость
быстродействие
коэффициент передачи
установившаяся ошибка управления.
Рассмотрим некоторые. Среди типовых воздействий, применительно к которым формируется показатели качества переходных процессов АСР, чаще всего используется воздействие в форме единственного станка на входе системы. Такое воздействие отражает ряд характерных режимов эксплуатации АСР (пуск системы, резкое возрастание нагрузки и т.п.).
колебательный процесс неустойчивый
колебательный процесс устойчивый
монотонный переходный процесс
колебательный процесс без пере регулирования.
Обратимся к АСР, на вход которой подано воздействие в виде единичного скачка . В зависимости от свойств системы выходное значение будет изменятся по некоторому закону.
Кривая 1 характеризует неустойчивый, расходящийся переходный процесс. АСР имеющая такой переходный процесс, не отвечает основному требованию устойчивости.
Под устойчивостью АСР принимают способность системы, выведенной из равновесного состояния, с течением времени вновь прийти в равновесное состояние, т.е. в состояние, при котором выходная величина отличается от заданной не более как на допустимую величину ошибки.
Система, не отвечающая требованием устойчивости, не пригодна к эксплуатации и должна быть стабилизирована.
Показатели качества динамических режимов в устойчивых АСР рассмотрим на примере колебательного переходного процесса. К этим показателям относятся: время переходного процесса, максимальное перерегулирование, колебательность.
Время переходного процесса, представляет собой отсчитываемое от начала приложения типового воздействия время, в течение которого установится такое значение выходной величины , которое будет отличатся от заданного не более как на величину допустимой ошибки.
Максимальное пере регулирование- определяет максимальное отклонение регулируемой величины от ее установившегося значения в течении времени переходного процесса. Значение максимального регулирования определяется в % от установившегося значения регулируемой (выходной) величины.
.
Колебательность определяется числом полных колебаний выходной величины около установившегося значения в течение времени переходного процесса.
Для характеристики переходных процессов, обусловленных непрерывными быстро меняющимися воздействиями, вводится также понятие динамической точности системы, определяющей динамическую ошибку регулирования. Количественной оценкой точности служит среднеквадратичная ошибка, представляющая собой положительный квадратный корень выражения
Где: М- символ математического ожидания
-фактическое значение выходной величины
x(t) – желаемое значение выходной величины.
Быстродействие определяется по времени переходного процесса, или по величине регулирования Тр.
Для анализа качества САУ часто применяют частотный метод, который базируется на различных частотных характеристиках представляющих собой реакцию системы на гармонически меняющийся сигнал.
Типовыми электронными блоками.
Электронная модель имеет ту же физическую природу, что и реальная САУ, она описывается теми же дифференциальными уравнениями, но отличается от реальной, масштабом и мощностью
Yandex.RTB R-A-252273-3
- Введение в курс апп
- Цель и основные задачи курса. Рекомендации по изучению дисциплины.
- 1.2 Этапы развития автоматизации произв. Процессов в машиностроении. Роль русских и советских ученых в развитии автоматизации производства.
- 1.3 Проблемы и тенденции развития апп.
- 2 Основные положения автоматизации.
- 2.1.2 Единичная, комплексная и интегрированная механизация,
- П/автомат, автомат, автоматическая линия, гибкое производство и электронизация производства.
- 2.2 Гибкие производственные системы
- 2.2.1 Гибкий производственный модуль.
- 2.2.2 Гибкий производственный комплекс.
- 2.2.3 Гибкое автоматизированное производства (гап) или интегрированная автоматизированная система (иас).
- Организованные технические предпосылки автоматизации.
- 2.4 Научно-технические проблемы автоматизации.
- 2.5 Техническая политика при автоматизации.
- 2.5.1 Современная тенденция в развитии автоматизированного производства.
- 2.6 Методы автоматизации производства.
- 3 Экономическая эффективность автоматизации производства.
- 3.1 Уровни и ступени автоматизации производства, их количественная оценка.
- 3.2 Показатели и критерии экономической эффективности автоматизации.
- 3.3 Производительность труда в автоматизированном производстве.
- Основные положения теории производительности. Методы расчета и оценки производительности машин и их систем.
- 3.3.2 Производительность автоматизированного оборудования и систем.
- Фактически производительность автоматического оборудования и внеплановые потери. Баланс производительности.
- 3.3.4 Пути повышения производительности в автоматизированном производстве
- Тема 4 Технологический процесс автоматизированного производства.
- 4.1 Технологичность конструкции изделия для условия, автоматизированного производства.
- 4.1.1 Технологичность конструкции изделия, производственная эксплутационная и ремонтная.
- 4.1.2 Виды оценки технологичности конструкции.
- 4.1.3 Подготовка конструкции изделия к автоматизированному производству.
- 4.2 Технологический процесс - основа автоматизации производства.
- 4.2.1 Два класса технологических процессов подлежащих автоматизации.
- 4.2.2 Методологические особенности проектирования автоматизированного технологического процесса.
- 4.3.1 Последовательное агрегатирование
- 4.3.2 Параллельное агрегатирование.
- 4.3.3 Параллельно – последовательное (смешанное) агрегатирование.
- 5 Системы автоматического управления.
- 5.1 Основы теории автоматического управления и регулирования.
- 5.1.1 Понятия об автоматическом управлении и регулировании.
- 5.1.2 Автоматическая система и ее структура.
- 5.1.3 Классификация автоматических систем управления.
- 5.1.4 Основные принципы регулирования, управления.
- 5.1.5 Относительная погрешность управления при регулировании по отклонению.
- 5.1.6 Обратная связь в системах управления.
- 5.3 Элементы и устройства сау.
- 5.3.1 Первичные измерительные преобразователи (датчики)
- 5.3.2 Путевые датчики.
- 5.3.3 Размерные датчики.