Типы входных сигналов. Особенности регулирования объектов с переменными параметрами. Классификация объектов регулирования.

Типы входных сигналов.

Термин "переходный процесс" может означать реакцию системы регулирования на любой тип входного сигнала, однако, как правило, в качестве входного сигнала принимается ступенчатое возмущение заданного значения или нагрузки. Ступенчатое возмущение в качестве входного сигнала применяется потому, что для него легче получить аналитическое выражение кривой переходного процесса, чем для какого-либо иного возмущения. Реакция системы на ступенчатое возмущение показывает, какая максимальная ошибка имеет место при данном произвольном изменении нагрузки. Ступенчатые являются, кроме того, одним из наиболее тяжелых видов возмущений.

Если сравнивать несколько систем регулирования или работу системы регулирования с разными значениями параметров настройки на одном и том же объекте, то система или регулятор, которые наилучшим образом реагируют на ступенчатое изменение нагрузки, будут, как правило, наилучшим образом реагировать и на случайное изменение этого параметра (в тоже время встречаются в реальном производстве системы регулирования постоянно подверженные определенным возмущений, например коротко импульсным, волновым, для которых лучше использовать другие тестовые сигналы.

Если требуется очень высокое качество работы системы, то следует определить реакцию системы на возмущающее воздействие с постоянной скоростью, на импульсное и синусоидальное воздействие или на возмущения иной формы; это исследование может оценить возможности системы регулирования. При работе системы в режиме слежения возможны типы изменения входных сигналов обычно известны, при работе же в режиме стабилизации характер флуктуаций нагрузки при проектировании систем регулирования трудно даже оценить. При отсутствии подобной информации оценка возможного поведения системы обычно базируется на реакции системы на ступенчатое возмущение, а в некоторых случаях и на гармоническое возмущение.

Объект управления это динамическая система, параметры которой меняются под воздействием управляющих и возмущающих воздействий. Система является объектом управления (регулирования), когда имеет параметры, которые можно целенаправленно менять для достижения какого-то результата.

1. Управляющее воздействие - это группа параметров изменение которых, изменением которых оказывается целенаправленное влияние на объект.

2. Возмущающее воздействие - это переменные, изменение которых не связаны с воздействием системы на объект. Возмущающие воздействия отражают влияние внешних условий и изменений самого объекта. Источником возмущений является среда, как физическая, так и информационная. Возмущающие воздействия делятся на внешние и внутренние. Например изменение параметров тепловых и материальных потоков подводимых к системе и т. д. Внутренними ‑ изменение свойств объекта с течением времени. Наиболее опасными являются чаще всего внешние возмущения, т.к. они носят случайный характер и могут изменятся ступенчатые характеристики. Внутренние возмущения в большинстве случаев могут быть достаточно точно определены, что позволяет вводить в систему дополнительные контура улучшающие качество регулирования.

Одним из существенных возмущений является изменение нагрузки. Под нагрузкой понимают количество вещества или энергии проходящее в единицу времени.

Классификация:

Объекты управления характеризуются различными признаками. Некоторые из них присущи в той или иной степени всем объектам, а некоторые характеристики индивидуальны и используются в качестве классификационных признаков

1)  одномерные объекты (имеют один входной и выходной параметр);

2)  многомерные объекты (имеют несколько контролируемых параметров);

3)  Объекты сосредоточенными параметрами -- это объекты имеющие одинаковы значения в данный момент по всему объекту (объекты в плоскости)

4)  Объекты с рассредоточенными параметрами

Еще одна классификация ‑ уравнение описания объекта, объекты могут быть:

 одноемкостные; многоемкостные;

Общими для всех объектов является следующие признаки:

запаздывание; емкость; самовыравнивание;

Объекты бывают: Устойчивые, неустойчивые, нейтральные

Запаздывание ‑ выражает свойства системы, передавать сигнал со входа на выход не сразу, а через некоторый промежуток времени при этом характеристика сигнала не изменяется. Различают чистое запаздывание(транспортное) и емкостное (переходное). Чистое запаздывание встречается редко, его можно определить как отношение относительной длины объекта к скорости потока энергии или массы в объекте. Емкостное запаздывание присуще всем объектам.

Предел пропорциональности регулятора ‑ это диапазон шкалы, выраженных в процентах при изменении в пределах которого Dy (регулируема величина) исполнительного механизма m перемещается из одного крайнего положения в другое.

Емкость ‑ это свойство объекта накапливать (сохранять) вещество или энергию. Она характеризует инерционность. От величины емкости зависит скорость изменения выходной величины при изменении входной. Количественно емкость описывается коэффициентом связывающим входную величину со скоростью изменения выходной.