Оценка качества систем методами моделирования

Реферат

На тему:

" Оценка качества процессов регулирования "

Общие положения по оценке качества

Устойчивость необходимое, но недостаточное требование, предъявляемое к системе, она должна удовлетворять требованиям по качеству.

Качество системы – это соответствие системы, предъявляемым к ней требованиям (например: по точности, быстродействию и другим показателям качества).

Качество оценивается качеством переходного процесса и точностью в установившемся режиме, т.е. с помощью динамических и статических показателей качества. Существует ряд методов оценки качества процессов регулирования, которые можно классифицировать следующим образом:

Прямые методы: классический метод; оценка качества по переходной функции; методы моделирования.

Косвенные методы: частотные; корневые; интегральные.

Рассмотрим методы оценки качества.

Классический метод оценки качества

Классический метод основан на решении неоднородных дифференциальных уравнений, т.к. аналитическое решение уравнений выше 3-го порядка представляет определенные трудности, то этот метод находит ограниченное применение и используется для систем до 3-го порядка.

Оценка качества по переходной функции

Рассмотрим переходную функцию некоторой системы (рис. 1).

При оценке качества переходного процесса с использованием переходной функции определяются прямые показатели качества.

По переходной функции определяются следующие прямые показатели качества:

1. Время регулирования (переходного процесса) – время, по истечении которого

 (1)

где D = 3–5% от h ¥, т.к. теоретически t_p®¥.

Время регулирования характеризует быстродействие системы.

Рис. 1

2. Величина перерегулирования

 (2)

Относительное перерегулирование – s %.

 (3)

Если s % = 0, процесс называется монотонным. Относительное перерегулирование характеризует перегрузки в системе. Обычно s % = 20–30%.

3. Число перерегулирований, т.е. число минимумов и максимумов за время регулирования – N. Обычно N = 2–3.

4. Период собственных колебаний T₀ = 2 p / w ₀ .

5. Величина статической ошибки

6. Логарифмический декремент затухания

Достоинство метода: простота и наглядность.

Недостатки метода: не учитывается правая часть уравнения; не видно влияния параметров на качество; сложность применения для систем выше 2-го порядка.

Оценка качества систем методами моделирования

При проектировании и исследовании систем управления широко используются методы моделирования (аналоговое, цифровое, имитационное и др.). Идея метода – использование вместо реальной системы адекватной ее модели. При моделировании систем управления используются либо языки моделирования (например: CSSL, GPSS, SIMULA и др.), либо пакеты прикладных программ (например: CC, SIAM и др.).