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.
|