Сравнение по технико-экономическим характеристикам
Таблица 4
Сравнение по общетехническим характеристикам
Рис. 7.
Таблица 3
Рис. 6.
Таблица 2
Рис. 5.
Таблица 1
Рис. 4.
Рис. 3.
Рис. 2.
Перерегулирования нет, уменьшая постоянную времени Т мы можем добиться уменьшения времени переходного процесса.
Теперь рассмотрим вариант дискретной организации блока управления. Так как значения управляющего сигнала на выходе блока управления определены лишь в дискретные моменты времени, необходимо использовать экстраполяцию для определения значения на всем интервале . Будем считать, что в течение периода (рис. 3)
Рассмотрим произвольно взятый интервал времени (рис. 4)
Можем записать следующие соотношения:
Пусть , тогда .
Для рассматриваемого временного отрезка можем записать дифференциальное уравнение:
Найдем постоянную , рассматривая момент времени :
В результате получаем выражение для :
Рассмотрим момент времени :
Для момента времени ,будем иметь:
Для произвольного момента времени:
где определяется начальными условиями.
Рассмотрим различные варианты:
Вариант 1. , например :
В этом случае будем иметь некое подобие апериодического процесса (рис. 5).
Вариант 2. , например :
В этом случае будем иметь колебательный сходящийся (устойчивый) процесс (рис. 6)
Вариант 3. , например :
В этом случае будем иметь колебательный расходящийся (неустойчивый) процесс (рис. 7)
Таким образом, мы видим, что в цифровой системе устойчивость, точность и качество управления зависят от параметров системы, и прежде всего, от значения (периода дискретизации, который определяется временем работы алгоритма управления). В зависимости от значения величины система может стать неустойчивой, чем больше значение этой величины, тем хуже вид переходного процесса. Существуют ограничения на значение , то есть существует предельное значение , при превышении которого система теряет устойчивость. Следовательно, при фиксированном существует ограничение на значение коэффициента усиления . Если же предположить, что фиксирован коэффициент усиления , показатели системы ухудшаются при увеличении периода дискретизации , и мы можем сказать, что при увеличении выше некоего предельного значения, система теряет устойчивость.
На основании этого можно сделать вывод, что при использовании линейных алгоритмов управления, цифровая система всегда хуже непрерывной системы с точки зрения процесса управления. Одна из причин такого положения заключается в том, что в дискретной системе сигнал обратной связи вводится в дискретные моменты времени, следовательно в течение интервала времени система существует без обратной связи.
Параметр сравнения | Непрерывная система | Дискретная система |
Масса и габариты | Приблизительно одинаковы | Приблизительно одинаковы |
Энергопотребление | Хуже | Лучше |
Надежность | Приблизительно одинакова | Приблизительно одинакова |