Тема 4.2. Качество процессов управления в автоматических системах

Основные показатели качества. Точность работы систем установившемся режиме при детерминировании и случайных воздействиях. Коэффициенты ошибок. Понятие об инвариантных системах.

Прямые методы расчета переходного процесса по теореме разложения с использованием цифровых и аналоговых вычисли­тельных машин.

Корневые методы оценки качества: по распределению нулей и полюсов передаточной функции, по корневому годографу.

Частотные методы оценки качества: связь временных частотных характеристик, приближенная оценка параметров качества по амплитудно-фазовым и логарифмическим характерис­тикам.

Интегральные, линейное и квадратичные оценки качества.

Литература: / 1, с.168¸240/; /2, с.114¸188 /; / 4, с.115¸148/; / 10,с.70¸120/.

Методические указания

Понятие качества процессов управления является фундамен­тальным в теории автоматического управления. В связи с этимемудолжно быть уделено соответствующее значение.

Точность работы систем в установившемся режиме оцени­вается при детерминированных и случайных воздействиях. Вводится понятие коэффициентов ошибки. Следует четко определить возможности условий инвариантности по управляющему и воз­мущающему воздействиям.

Построение кривой переходного процесса является основным в исследовании систем управления. При этом следует уделить должное внимание прямым методам расчета кривой переходного процесса: по теореме разложения, с использованием аналоговых вычислительных машин и ЦВМ методами численного интегрирования дифференциальных уравнений. Большое значение имеют также косвенные методы оценки. К ним относятся: корневые методы - по распределению нулей и полюсов передаточной функции замкнутой системы, по корневому годографу; частотные интегральные методы.

 

Вопросы для самопроверки

1. Сформулируйте понятие качества систем управления.
2. Назовите основные показатели качества процесса управления.
3. Приведите способы повышения точности систем управ­ления в установившемся режиме.
4. Сформулируйте условия инвариантности по возмущающему и управляющему воздействиям.
5. Основные способы построения кривой переходного процесса с использованием АВМ.
6. В чем преимущество численных методов Рунге-Кутта?
7. Приведите определения степени устойчивости и колебательности.
8. В чем смысл определения качества переходного процесса по вещественной частотной характеристике замкнутой системы?
9. Приведите преимущества оценки качества систем по квадратичному интегральному критерию.

 

РАЗДЕЛ 3. УСТОЙЧИВОСТЬ И КАЧЕСТВО НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Тема 1.3. Особенности нелинейных систем управления.

Определение нелинейных систем. Статические характеристики типовых нелинейностей. Стационарные режимы нелинейных систем. Особенности динамики. Автоколебания. Точные методы исследования нелинейных систем.

Литература: /1, с. 473¸593/; /4, с.182¸218/.

Методические указания

 

При изучении нелинейной теории автоматических систем необходимо прежде всего обратить внимание на статические характеристики существенно нелинейных элементов. Следует уяснить отличие стати­ческих и динамических режимов нелинейных систем, от линейных, обратить внимание на возможность возникновения автоколебаний в нелинейных систем.

При изучении точных методов анализа нелинейных систем. следует уделить внимание понятию пространства состояний, научиться строить фазовые портреты нелинейных систем. Необхо­димо усвоить методы точного преобразования и припасовывания и границы их применимости.

Вопросы для самопроверки

1. Приведите статические характеристики существенно нелинейных элементов.
2. Объясните что такое автоколебания?
3. Приведите понятия фазового пространства и фазовой плоскости.
4. Нарисуйте фазовый портрет для системы с нелинейностью типа зоны нечувствительности.
5. В чем смысл применения метода точного преобразования и метода припасовывания?
6. По известному фазовому портрету нелинейной системы постройте кривую переходного процесса.