Задачи динамики автоматического регулирования

При статическом расчете определяют такие параметры и стати­ческие характеристики регулятора, которые обеспечивают полу­чение заданных равновесных режимов и регуляторных характе­ристик, соответствующих заданным значениям степени неравно­мерности и степени нечувствительности.

Следует заметить, что изменение нагрузки двигателя или настройки регулятора нарушает эти равновесные режимы, поэ­тому муфта регулятора перемещается в новое положение равно­весия. При рассмотрении смены равновесных режимов с позиций статики перемещение муфты регулятора должно точно соответ­ствовать изменению угловой скорости коленчатого вала. В дей­ствительности переходный процесс протекает иначе, так как перемещающиеся детали имеют определенную массу, а движение сопровождается ускорением. Поэтому при динамическом исследо­вании, прежде всего ставится задача оценки устойчивости системы регулирования, которая должна обеспечивать установление нового положения равновесия либо без колебаний (апериодический схо­дящийся переходный процесс), либо с затухающими колебаниями (колебательный сходящийся переходный процесс).

Однако не каждый переходный процесс, сопровождающийся установлением нового положения равновесия (система устойчива), может удовлетворять требованиям потребителя. Действительно, если новое положение равновесия устанавливается регулятором лишь через значительный промежуток времени или если в течение переходного процесса проявляются недопустимо большие отклоне­ния от положения равновесия, то работу такого регулятора признать удовлетворительной нельзя.

Эти обстоятельства выдвигают вторую задачу динамического исследования системы регулирования — выявление качества пере­ходного процесса (времени переходного процесса, его характера, отклонения от положения равновесия и т. п.).

В процессе создания системы регулирования и анализа пере­ходного процесса может возникнуть необходимость изменения переходного процесса, улучшения его качества. Поэтому третьей задачей динамики регулирования является выяснение влияния на переходный процесс параметров системы регулирования и разра­ботка методов синтеза системы с определенными динамическими качествами для облегчения работы конструктора.

Перечисленные задачи динамики регулирования решают двумя путями: экспериментальным и расчетным. Однако в большинстве случаев задачи динамики решают расчетным путем в процессе создания системы регулирования. Путем решения дифферен­циального уравнения системы получают зависимость регулируе­мого параметра от времени, т. е. математическое выражение переходного процесса:

? = f(t) или z = f(t),

где ? — угловая скорость; z — положение муфты.

Найденный таким образом переходный процесс дает возмож­ность оценить динамические свойства системы и выяснить ее пригодность для практических целей.

В тех случаях, когда решение дифференциальных уравнений систем вызывает значительные трудности, динамика регулирова­ния помогает наметить пути анализа переходных процессов по виду дифференциальных уравнений без их решения. Но для этого необ­ходимо составить дифференциальное уравнение системы автомати­ческого регулирования.