Автоколебательная нелинейная САР со скольжением

Это нелинейная САР, фазовый портрет которой, благодаря релейному регулятору и дифференцирующему звену в контуре, имеет т.н. линию скольжения (правая пара осциллограмм на рис. 2.1.1). Фазовый портрет САР со скольжением, называемый узлом, асимптотически может иметь либо устойчивый цикл малого размера: с течением времени из любого начального положения САР переходит в режим устойчивых автоколебаний, либо, при наличии ненулевой зоны нечувствительности САР, фазовый портрет может иметь в ней устойчивый фокус.

Особенность САР со скольжением состоит в том, что при относительно малых начальных условиях фазовая траектория выходит на т.н. линию скольжения и отображающая состояние САР точка далее двигается по линии скольжения к началу координат. Это движение обусловлено последовательным переключением релейного регулятора. Если начальные условия относительно велики, то при первом достижении линии скольжения отображающей точкой, вследствие инерции системы отображающая точка "проскакивает" линию и только по мере уменьшения выходной величины выходит на линию скольжения в диапазоне "захвата" (отмечена красным прямоугольником) и стремится в начало координат. В этом проявляется нелинейность системы: вид траектории зависит от начальных условий.

Несмотря на указанную особенность, как видно на нижней правой осциллограмме, поведение во времени выходной, управляемой величины y₁ объекта управления такой САР монотонно-апериодическое, соответствующее САР хорошего качества.

Свойство скольжения САР приобретает, если в контур вводится дифференцирующее звено, например, ПД - регулятор или параллельно пропорциональной обратной связи (датчику) включается еще и дифференцирующее звено. Скольжение ускоряет выход САР в устойчивый цикл. Более того, скольжением можно стабилизировать неустойчивый линейный объект.

Нелинейные САР с фазовыми портретами, представленными на рисунке 2.1.1 в принципе способны решать задачи слежения и стабилизации при условии, что размеры устойчивого цикла и зоны нечувствительности меньше допустимого значения ошибки регулирования.

Просто устойчивости для САР недостаточно, требуется еще и ее малая колебательность, а также нужное быстродействие при слежении и стабилизации.

Отметим, что применение в САР режима скольжения ускоряет переходный процесс и позволяет компенсировать завышенную колебательность и даже неустойчивость объекта управления, что является альтернативой линейным методам стабилизации, коррекции и оптимизации САР.

Подчеркнем, что фазовые траектории оптимальной САР должны выходить в конечную точку или на устойчивый цикл по возможно более короткому пути, части одного витка спирали: излишняя колебательность САР не желательна.

34.Классификация измерений, методы измерений, типовые структуры средств измерений.

Средство измерения – техническое средство, предназначено для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее или хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным в течение известного интервала времени.

Универсальные средства: измерительные приборы, комплексы. Классифицировать можно по типам, видам.

Тип – совокупность средств измерений, имеющих принципиальную одинаковую схему, конструкцию и изготавливаемых по одним и тем же техническим условиям.

Вид – совокупность типов средств измерений, предназначенных для измерений одной какой-либо ФВ.

Классификация средств измерений:

1) По метрологическому назначению:

- рабочие (для измер ФВ)

- метрологические (образцовые) обеспечение единства измерений

2) По конструктивному исполнению:

- Меры, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы, измерительные комплексы.

3) По уровню автоматизации:

- Неавтоматизированные

- Автоматизированные

- Автоматические

4) По уровню стандартизации:

- Стандартизованные

- Нестандартизованные

5) По отношению к измеряемой ФВ:

- Основные

- Вспомогательные

Методы измерений – совокупность приемов использования и принципов средств измерений. Принципы измерений – совокупность физических явлений, на которых основаны измерения.

При измерении методом непосредственной оценки, искомое значение величины определяют прямо по шкале прибора.

Метод сравнения с мерой: измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Отличия этих методов: в методе сравнения обязательно должна присутствовать мера и обязательно должно быть сравнивающее устройство.

В методе непосредственной оценки, в явном виде мера не присутствует, но ее размеры перенесены на шкалу средств измерений.