Анализ и синтез одноконтурной системы автоматического регулирования.

Анализ САУ с элементами электроавтоматики осуществляется с помощью алгебраических критериев Гаусса и Гурвица, критерия Ляпунова, частотных критериев Михайлова, Найквиста – Михайлова и др.

При анализе САУ изучают вопросы устойчивости и другие качественные показатели разомкнутых и замкнутых САУ находятся запасы устойчивости по модулю и фазе, определяются астатизм замкнутых систем, коэффициенты ошибок для следящих систем и т.д.

К основным качественным показателям систем, которые определяются после нахождения так называемых h-функций, относятся следующие:

1. Время переходного процесса t_р, по истечении которого, управляемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению;

2. Установившееся значение регулируемой величины h¥=lim h(t)=h_y;

3. Максимальное перерегулирование y=(h_max-h_y)/h_y (здесь h_max-значение первого максимума);

4. Частота колебаний w=2p/Т (здесь Т-период колебаний);

5. Число колебаний переходного процесса n;

6. Время достижения первого максимума t_max;

7. Декремент затухания s=(h_max-h_y)/ (h_max-h_y);

Важным показателем качества САУ является их надежность. Качественные показатели определяются путем решения дифференциальных уравнений, которыми описываются уже известные структуры САУ.

Синтез САУ заключается в нахождении структур и параметров ее, которые бы отвечали заданным показателям качества. Синтез является более трудной задачей по сравнению с анализом. Основными методами используемыми при синтезе САУ является аналитический, графоаналитический и машинный (с помощью вычислительных машин).

Формирования ПИ-закона регулирования.

Формирование законов регулирования ПИ-закона вгидравлических средствах автоматического регулирования осуществляется за счет применения двух видов обратной связи:

- жесткая обратная связь (система рычагов) и гибкая или изодромная обратная связь, применяемая для формирования ПИ-закона регулирования.

Гидравлические исполнительные механизмы с большой степенью точности реализуют интегрирующее звено. Точность воспроизведения законов регулирования гидравлических средств автоматического регулирования значительно хуже, чем в электрических, число реализуемых законов меньше: П, ПИ и И-закон. В качестве органов настройки в гидравлических средствах автоматического регулирования используются дроссели. Их недостатками являются нелинейные характеристики и невысокий диапазон регулируемых параметров.

Свойства усилителей — удовлетворительные: можно получить достаточно высокий коэффициент усиления (необходимо для точности формирования закона регулирования), возможно большое усиление сигнала по мощности (важно при

управлении мощными усилительными механизмами). Свойства исполнительных механизмов: гидравлические исполнительные механизмы (ГИМ) обладают наибольшими удельным моментом и удельной мощностью среди всех исполнительных механизмов (могут развивать наибольшие усилия при хорошем быстродействии).

Для реализации гидравлической системы автоматического регулирования необходим специальный источник энергии (маслонасосная станция), устройства,

обеспечивающие заданное значение питающего давления (редуктор) и система

фильтров. Скорость передачи информации определяется скоростью передачи

давления. Это обстоятельство уменьшает применений гидравлических средств

регулирования, так как не позволяет располагать элементы системы регулирования далеко друг от друга. Протяженность линий связи между элементами системы не должна превышать: по горизонтали — 100…150 м, по вертикали — 20…30 м. Гидравлические средства регулирования являются самыми простыми и надежными.