Переходный режим

САУ оказывается в переходном режиме при резких, например ступенчатых, изменениях воздействий. Термин " переходный" характеризует тот факт, что в течение некоторого времени САУ переходит из одного установившегося или статического режима в другой. Это время должно быть меньше критического.

Переходный режим описывается дифференциальными уравнениями.

Динамические характеристики переходного процесса рассмотрим на конкретном примере:

 

 

УУ

Р

Д

х₂(t)

 

 

x(t)

 

у (t)

 

 

x₃(t)

 

Dх x(t)

 

 

у (t)

 

x₂(t)

t

Dt критическое

 

 

Рис. 32. Динамика переходных режимов.

 

В некоторый момент уменьшается температура воды х₂ на входе в теплообменник. Происходит ступенчатое изменение внешнего возмущающего фактора. Через определенный промежуток времени начинает падать температура на выходе – управляемая величина. С этого момента начинается отсчет критического времени.

Температура подаваемой холодной воды x₂(t) является возмущающим воздействием. Ее изменение приводит к изменению температуры воды в резервуаре, которое постепенно компенсируется дополнительным подогревом - увеличением потока пара - x(t). В результате контролируемая температура у(t) возвращается к своему нормальному значению.

Поскольку все элементы инерционные, то изменение сигналов идет с запаздыванием и возвращение системы в норму идет, возможно, с колебаниями. От управляющего устройства, реализующего алгоритм управления (закон) зависит, будет ли процесс затухающим, не затухающим или апериодическим. Проектирование системы и заключается в выработке нужного закона с учетом точности и критического времени.

При сравнительно малых ступенчатых изменениях воздействий ошибки регулирования, обусловленные переходным режимом, могут и не выходить за пределы допустимой точности управления. И тогда эти переходные процессы малозначимы. По существу на практике такие незначительные переходные процессы происходят в течении всего времени работы САУ.

Однако ступенчатые изменения могут в некоторых случаях быть и весьма большими. В этом случае ошибки переходного режима могут оказаться куда больше допустимых. И в течении длительности переходного процесса САУ перестает выполнять свои функции с должным качеством, поскольку ошибки регулирования превышают допустимые значения.

При проектировании систем их математическую модель как раз и исследуют, как система ведет себя в переходном режиме. Исследование заключается в изучении реакции системы (то есть ε (Dt) и Dt) на различные тестовые входные сигналы.

Они называются простейшими.