Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Автоматическое регулирование

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

КАЧЕСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Свойства объекта регулирования всегда определяются его значением в инженерной системе, но не всегда благоприятны для управления. Поэтому задачей управления объектом можно считать изменение его свойств для уменьшения чувствительности к возмущающим воздействиям. С этой точки зрения АСР в целом можно рассматривать как объект, входными сигналами которого

АСР как скорректированный объект регулирования

Рис. 3.7. АСР как скорректированный объект регулирования

являются задания хзад и возмущение ц, а выходным сигналом — регулируемый параметр х (рис. 3.7). Этот объект, очевидно, должен обладать лучшими статическими и динамическими свойствами, чем сам объект регулирования.

Как и для объектов регулирования, для АСР также различают статические и динамические показатели. Основным статическим показателем АСР является статическая ошибка, т. е. рассогласование в установившемся состоянии. Как известно, в астатическом АСР статическая ошибка отсутствует. Поэтому можно утверждать, что астатический регулятор наилучшим образом корректирует статические свойства объекта.

Динамические показатели АСР проявляются только в неуста-новившемся состоянии. Поэтому их можно выявить по реакции АСР на стандартные воздействия по каналам задания хзад или возмущения ц, т. е. по переходным процессам в ней. Примеры переходных процессов в АСР — изменение рассогласования при скачкообразном воздействии по каналу задания (на значение Дхзад) и каналу возмущения — приведены на рис. 3.8.

Какие свойства АСР являются идеальными с точки зрения качества стабилизации параметра? В идеальной АСР любые возмущающие воздействия (в том числе и стандартные) не должны

Переходные процессы в АСР при скачкообразных входных

Рис. 3.8. Переходные процессы в АСР при скачкообразных входных

воздействиях:

а — по каналу задания; б — по каналу возмущения

вызывать рассогласования. Это означает, что идеальная АСР должна быть нечувствительной к возмущениям. Отсюда следует, что в идеальной АСР статическая ошибка отсутствует, а переходный процесс таков, что площадь, заштрихованная на рис. 3.8, равна нулю.

Идеальные переходные процессы в реальных АСР практически недостижимы. По отклонению переходного процесса в реальной АСР от идеального можно судить о качестве ее работы. Для количественной оценки качества работы АСР служат показатели качества регулирования (качества переходных процессов). Одним из таких показателей в установившемся состоянии АСР является статическая ошибка. Наиболее универсальный динамический показатель, характеризующий близость АСР к идеальной, — абсолютное значение площади переходного процесса (на рис. 3.8, а эта площадь заштрихована). Наряду с абсолютной величиной площади переходного процесса часто используют такой показатель, как квадрат этой площади (при этом автоматически не учитывается знак отклонения). Оба эти показателя характеризуют одновременно и величину, и длительность рассогласования в переходном процессе. Иногда важнее длительность переходного процесса, в частности когда требуется перевести объект управления в новое состояние за минимальное время (например, при аварийном сбросе давления). В этом случае за показатель качества регулирования принимают время переходного процесса /м.

В некоторых случаях главную роль играет величина рассогласования в переходном процессе. Тогда показателем качества регулирования считают максимальное рассогласование Дхтах, называемое динамической ошибкой. В реальных условиях лучше вводить стандартное воздействие Дхзад по каналу задания. Такие переходные процессы характеризуются теми же показателями качества, за исключением динамической ошибки. Вместо нее вводят другой показатель — перерегулирование Дхп, определяемый, как показано на рис. 3.8, а. Указанные показатели качества равны нулю для идеальной АСР и больше нуля для любой реальной АСР. Чем эти показатели меньше, тем ближе АСР к идеальной.

Свойства любой АСР, а следовательно, и качество переходных процессов в ней зависят как от свойств объекта, так и от характеристик остальных элементов АСР. Поэтому, изменяя характеристики отдельных элементов АСР, в частности регулятора, можно добиться наилучшего возможного и данных условиях качества переходного процесса (например, минимального времени). Такая АСР будет наилучшей из всех возможных для данного объекта регулирования, и ее называют оптимальной. Не следует смешивать понятия оптимальности и идеальности. Идеальная АСР практически недостижима, а оптимальная — это наилучшее приближение к идеальной.

Разработка и построение оптимальных АСР обычно связаны со значительными трудностями, а сами эти АСР оказываются сложными и дорогими. Однако замечено, что даже большие отступления от оптимальной АСР обычно приводят к незначительному ухудшению качества регулирования. Такие отступления практически неизбежны, так как, во-первых, свойства, как правило, известны лишь приближенно и изменяются с течением времени; во-вторых, при изготовлении регуляторов и других элементов АСР неизбежен разброс их параметров. Поэтому в большинстве случаев требуется наладка АСР на действующем объекте. С этой целью регуляторы снабжают органами регулировки, позволяющими изменять их настройку в достаточно широком диапазоне.

Наладка АСР на действующем объекте требует высокой квалификации. Регулируемый параметр АСР под действием случайных возмущений колеблется около своего задания. В этих условиях трудно проследить влияние параметров настройки регулятора на показатель качества и определить, в какую сторону и насколько следует их изменять. Ясно, что чем меньше параметров настройки, тем проще процесс наладки АСР. Однако сложные современные АСР — комбинированные, многоконтурные — могут иметь достаточно много параметров настройки. И в этом случае бессильны опыт и интуиция самого квалифицированного специалиста.

Системы, способные автоматически находить и поддерживать оптимальные значения параметров настройки, называются самонастраивающимися. Такие системы содержат элементы (устройства), автоматически изменяющие параметры настройки в нужную сторону. Иначе говоря, самонастраивающиеся АСР автоматически изучают свойства объекта и возмущающих воздействий и приспосабливаются к ним. Автоматические системы, обладающие способностью к самообучению (помимо основной их функции — управления), называются самообучающимися или адаптивными. Самонастраивающиеся АСР — лишь один из видов адаптивных систем. Другим частным случаем адаптивных систем являются так называемые экстремальные, которые не только стабилизируют регулируемый параметр около его заданной величины, но и автоматически выбирают задание, наилучшее (оптимальное) для всей инженерной системы.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>