Оценка качества САУ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

Кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство»

Лабораторная работа

по дисциплине Теория систем автоматического управления

на тему Оценка качества САУ

Выполнил

Студент группы ПС-009

Гулин Н.А.

Санкт-Петербург 2023

Оглавление

1. Критерии качества САУ

2. Определение запаса устойчивости САУ

3. Оценка запаса устойчивости САУ

4. Способы корректировки системы

качество автоматическое управление колебательность

1. Критерии качества САУ

Качество системы автоматического управления (САУ) оценивается по различным критериям, которые помогают определить, насколько эффективно и надежно функционирует система. Вот некоторые из основных критериев качества САУ:

1. Устойчивость (Stability):

- Этот критерий относится к способности системы возвращаться к установившемуся состоянию после изменения внешних условий или помех.

- Устойчивая система не будет затухать или неограниченно возрастать со временем.

2. Быстродействие (Speed):

- Этот критерий измеряет, насколько быстро система достигает установившегося состояния или отклика на изменения входных сигналов.

- Чем быстрее система способна реагировать, тем более эффективной является система управления.

3. Точность (Accuracy):

- Данный критерий определяет степень соответствия выходного сигнала системы требуемому или желаемому значению.

- Точность зависит от способности системы управления минимизировать ошибки и отклонения.

4. Шумоустойчивость (Noise immunity):

- Этот критерий относится к способности системы подавлять влияние шумов, помех и внешних возмущений на выходной сигнал.

- Чем выше шумоустойчивость системы, тем лучше она способна управлять объектом, несмотря на внешние воздействия.

5. Расчетная емкость (Computational capacity):

- Этот критерий относится к возможностям системы выполнить требуемые вычисления и обработку информации в реальном времени.

- Чем больше вычислительные ресурсы у системы, тем более сложные задачи она может выполнять.

6. Энергоэффективность (Energy efficiency):

- Этот критерий относится к умению системы достигать требуемого управления с минимальным расходом энергии.

- Высокая энергоэффективность увеличивает длительность работы системы от источника питания и позволяет сократить энергозатраты.

7. Управляемость (Controllability):

- Данный критерий относится к способности системы достичь желаемого состояния или выходного сигнала с помощью управляющих действий.

- Управляемая система способна реагировать на изменения входных сигналов и точно контролировать поведение объекта управления.

8. Надежность (Reliability):

- Этот критерий определяет степень вероятности безотказной работы системы и ее способность функционировать в широком диапазоне условий.

- Надежная система автоматического управления должна быть устойчива к сбоям и ошибкам.

Это только некоторые из множества критериев, которые могут использоваться для оценки качества системы

2. Определение запаса устойчивости САУ

Запас устойчивости определяется как расстояние от наименьшего модуля комплексного сопряженного корня характеристического уравнения до точки (-1, j0) на комплексной плоскости. Если это расстояние больше нуля, то система устойчива. Чем больше значение этого расстояния, тем больший запас устойчивости у системы.

3. Оценка запаса устойчивости САУ

Рисунок 1- Переходный процесс САУ

1. Динамический заброс:

Найдем по формуле:

Так как значение динамического заброса у не попало в пределы 10-30%, то система является некачественной.

Колебательность системы:

µ=0,06067/0,0289=2,099

2. Затухание по формуле:

Рисунок 2- Корни характеристического уравнения

Рисунок 3 - Амплитудно-частотная характеристика

Значения колебательности в пределах от 1,57 до 2,7, значения затухания попали в пределы 90-98%, - система является качественной. Делаем вывод: система качественная.

3. Показатель колебательности из амплитудно-частотной характеристики:

Найдем амплитуду по формуле:

Значение амплитуды А не в пределах (1 до 1,1).

Делаем вывод: система некачественная.

4. Запас устойчивости по амплитуде и фазе.

Рисунок 4 - Амплитудно-фазовая частотная характеристика

Значения устойчивости по фазе в пределах от 30 до 60 ?;

Значение устойчивости по амплитуде вне пределов от 2 до 10.

Делаем вывод: система некачественная.

4. Способы корректировки системы

САУ можно корректировать 2 способами:

1. Изменением параметров системы (т.е увеличением Т или уменьшением k), но в таком случае снижается точность системы.

2. Корректировкой звеньев.

Вывод: данная система САУ системы нагрева металла в муфельной электропечи оказалась некачественной по всем критериям, кроме показателя колебательности.

Размещено на Allbest.ru