|
Передаточную функцию исходной системы принять . Коэффициент передачи прямого тракта системы найти как , где -коэффициент скоростной ошибки. Числовые параметры для выполнения лабораторной работы приведены в таблице.
-
№ варианта
|
|
|
|
|
, с
|
1.
|
0,12
|
0,15
|
0,004
|
25
|
0,75
|
2.
|
0,01
|
0,12
|
0,04
|
35
|
0,85
|
3.
|
0,012
|
0,14
|
0,005
|
40
|
0,9
|
4.
|
0,02
|
0,14
|
0,0057
|
35
|
0,9
|
5.
|
0,01
|
0,15
|
0,006
|
25
|
0,9
|
6.
|
0,017
|
0,15
|
0,005
|
35
|
0,95
|
7.
|
0,014
|
0,05
|
0,01
|
40
|
0,7
|
8.
|
0,012
|
0,14
|
0,004
|
40
|
1,1
|
9.
|
0,018
|
0,16
|
0,004
|
35
|
0,95
|
10.
|
0,025
|
0,09
|
0,0025
|
40
|
0,6
|
11.
|
0,019
|
0,16
|
0,006
|
40
|
0,95
|
12.
|
0,012
|
0,14
|
0,015
|
30
|
1,2
|
13.
|
0,025
|
0,14
|
0,0057
|
35
|
0,9
|
14.
|
0,035
|
0,125
|
0,0175
|
35
|
1,5
|
15.
|
0,019
|
0,16
|
0,01
|
30
|
1,2
|
16.
|
0,035
|
0,15
|
0,008
|
35
|
1,2
|
17.
|
0,015
|
0,2
|
0,004
|
35
|
0,8
|
18.
|
0,01
|
0,15
|
0,006
|
30
|
0,9
|
19.
|
0,12
|
0,065
|
0,005
|
25
|
0,4
|
20.
|
0,015
|
0,15
|
0,009
|
35
|
0,95
|
21.
|
0,011
|
0,14
|
0,0033
|
25
|
0,9
|
22.
|
0,13
|
0,01
|
0,0065
|
25
|
0,95
|
23.
|
0,14
|
0,012
|
0,0055
|
40
|
0,95
|
24.
|
0,008
|
0,1
|
0,0035
|
40
|
0,85
|
25.
|
0,1
|
0,011
|
0,005
|
35
|
1,0
|
26.
|
0,5
|
0,14
|
0,0035
|
20
|
0,85
|
27.
|
0,008
|
0,9
|
0,0055
|
20
|
1,0
|
28.
|
0,012
|
0,14
|
0,005
|
40
|
0,9
|
29.
|
0,018
|
0,17
|
0,0025
|
30
|
0,8
|
30.
|
0,018
|
0,16
|
0,004
|
35
|
0,95
|
31.
|
0,009
|
0,15
|
0,003
|
25
|
0,95
|
Лабораторная работа №8 Синтез системы автоматического управления с использованием типовых регуляторов
Синтез систем автоматического управления с заданным качеством управления можно осуществить, используя идею компенсации больших постоянных времени объекта с помощью последовательно включенных типовых регуляторов. Соответствующая настройка этих регуляторов обеспечивает системе необходимый астатизм, коэффициент передачи, быстродействие. Используют:
пропорциональный (П) регулятор
; (8.1)
интегральный (И) регулятор
; (8.2)
пропорционально–интегральный (ПИ) регулятор
; (8.3)
пропорционально–дифференциальный (ПД) регулятор
; (8.4)
пропорционально–интегрально–дифференциальный (ПИД) регулятор
. (8.5)
Основным условием настройки регулятора является условие воспроизведения входного сигнала. Этого добиваются, подбирая постоянные времени и коэффициент усиления регулятора по определенным алгоритмам. После замыкания системы ее передаточная функция, представляющая собой произведение передаточных функций объекта и регулятора, должна принимать один из типовых видов:
(8.6)
а ее параметры должны удовлетворять равенству ; в этом случае говорят, что система настроена по критерию модульного оптимума (МО).
, (8.7)
а ее параметры должны удовлетворять равенствам , ; в этом случае говорят, что система настроена по критерию симметричного оптимума (SO).
Цель работы
Изучение методов выбора и настройки типовых регуляторов для синтеза замкнутой линейной САУ.
Литература
1. [5] стр. 72–80;
2. [6] стр. 11–20.
Порядок выполнения работы
Для заданного объекта управления исследовать возможность и качество статического управления, применяя П– или ПД–регуляторы, подбирая соответствующим образом настройки. Если такое управление невозможно, то, сделав обоснованный вывод об этом, перейти к оценке возможности астатического управления.
Оценить возможность включения в систему И–, ПИ–, ПИД–регуляторов. Если такая возможность существует, применить каждый из них в замкнутой системе, настраивая соответствующим образом параметры регуляторов.
Собрать схему одноконтурной системы управления, прямой тракт которой содержит последовательное соединение объекта управления и регулятора с единичной отрицательной обратной связью. Схема моделирования приведена на рис. 8.1.
Рис.8.1. Схема для выполнения лабораторной работы в приложении Simulink.
Для задания передаточной функции объекта использовать блоки Transfer fnc, а для задания регуляторов блок PID-controller. В блоке PID-controller задаются коэффициенты закона управления , переход к которым от настроечных параметров регулятора осуществляется по формулам
(8.8)
Используя блок Step, получить переходные процессы для систем управления с использованием всех возможных регуляторов. Для моделирования выбрать метод симуляции с фиксированным шагом, время моделирования для каждого опыта подобрать самостоятельно таким образом, чтобы полностью видеть типовой переходной процесс; шаг моделирования 0,01 с.
Для каждой синтезированной системы качественно оценить переходный и установившийся режимы, определив в первом случае tрег, tд, %, M, и во втором случае оценить характер и значение установившихся ошибок при воспроизведении замкнутой системой типовых входных воздействий.
Содержательная часть отчета должна включать: настройку для заданного варианта не менее трех типовых регуляторов; схему моделирования; полученные переходные процессы, для которых должны быть определены показатели качества.
Контрольные вопросы
Каким образом преобразуется объект управления, состоящий из последовательного соединения инерционных звеньев, для настройки
а) И–регулятора;
б) ПД–регулятора;
в) ПИД–регулятора?
Каково основное условие настройки регулятора?
Как связан порядок астатизма системы с коэффициентами ошибок системы?
Как связан порядок астатизма системы с видом безошибочно отрабатываемого сигнала?
В каких случаях применяют
а) ПД–регулятор; б) ПИД–регулятор?
Что такое статическая система? Каковы для нее коэффициенты ошибок?
Почему для системы, настроенной по SO-критерию, недопустима точная компенсация максимальной постоянной времени?
Что такое типовые переходные процессы?
Каким образом можно устранить большое перерегулирование в системе, настроенной по SO-критерию?
Каковы достоинства и недостатки астатичных регуляторов?
Варианты заданий
№ варианта
|
Передаточная функция объекта управления
|
1.
|
|
2.
|
|
3.
|
|
4.
|
|
5.
|
|
6.
|
|
7.
|
|
8.
|
|
9.
|
|
10.
|
|
11.
|
|
12.
|
|
13.
|
|
14.
|
|
15.
|
|
16.
|
|
17.
|
|
18.
|
|
19.
|
|
20.
|
|
Лабораторная работа №9 Синтез автоматической системы с заданным
качеством процесса управления
Задана линейная вполне управляемая система автоматического управления
(9.1)
Задача синтеза замкнутой системы решается в классе линейных управлений
, (9.2)
где uз(t) - входной сигнал задания; K – матрица коэффициентов обратной связи.
Движение замкнутой по состоянию системы описывается линейным дифференциальным уравнением
. (9.3)
Динамические свойства замкнутой системы полностью определяются характеристическими числами матрицы (A – BK). Полюса замкнутой системы могут быть произвольно размещены на комплексной плоскости путем соответствующего подбора элементов матрицы K тогда и только тогда, когда система вполне управляема.
Желаемые динамические свойства системы, следовательно, и желаемое качество процессов управления может быть заложено в систему путем формирования линейной обратной связи по состоянию, значение которой может быть найдено аналитически.
Do'stlaringiz bilan baham: |
