Рисунок 4.6 – Переходная и логарифмические характеристики системы с ПИ-регулятором с коэффициентами KП=1,2696; KИ=11,5024
Из рисунка 4.6 следует:
Время регулирования tРЕГ = 0,4 сек;
Колебательность переходного процесса
Величина перерегулирования =0;
Ошибка по положению
Запас устойчивости по фазе: , на рад/сек;
Запас устойчивости по амплитуде : дБ на рад/сек.
На рисунках (4.7), (4.8) изображены переходные и логарифмические характеристики для ПИ- и ПИД-регуляторов при автоматической настройке регуляторов.
Рисунок 4.7 – Переходная и логарифмические характеристики системы с ПИД-регулятором с коэффициентами KП=9,207; KИ=31,702; KД=127,664
Из рисунка 4.7 следует:
Время регулирования tРЕГ = 2,5 сек;
Величина перерегулирования = -0,04;
Рисунок 4.8 – Переходная и логарифмические характеристики системы с ПИ-регулятором с коэффициентами KП=2,923; KИ=18,035
Из рисунка 4.8 следует:
Время регулирования tРЕГ =0,6 сек;
Величина перерегулирования 0,005;
В таблице 5 представлены показатели качества для всех рассчитанных регуляторов.
Таблица 5 – Показатели качества
Тип регулятора
Время регули-рования, tРЕГ , сек
Величина перерегу-лирования,
Колебате-льность переход-ного процесса, m
Ошибка по положе-нию, eУСТ
Абсо-лютная интег-ральная ошибка, I1
Квадра-тичная интегра-льная ошибка, I2
Запас устойчи-вости по амплитуде, а, дБ
Запас устойчи-вости по фазе, γ,
П-регулятор
0,3
0,43
0,2561
4,4512
1,84
0,35
42,7
29
И-регулятор
2,5
0,45
0
0,91
0,89
10,4
28
ПИ-регулятор
0,069
0,021
45,2
ПИД-регулятор с KП=20,4239; KИ=310,5654; KД=0.3323
0,4
0,57
0,025
85,2
21
ПИ-регулятор с KП=1,2696; KИ=11,5024
0,48
0,46
69,2
179
ПИД-регулятор при автоматической настройке
- 0,04
-
0,598
0,243
37,5
81
ПИ-регулятор при автоматической настройке
0,6
0,005
0,187
62,4
68
Выбором типа регулятора решают задачу структурного синтеза системы. К процессу управления предъявляют следующие требования оптимальности:
- затухание переходного процесса должно быть интенсивным;
- максимальное отклонение регулируемой величины должно быть наименьшим;
Продолжительность переходного процесса должна быть минимальной.
Таким образом, настроечные параметры регулятора, обеспечивающие близкий к оптимальному процесс управления – это ПИД-регулятор с коэффициентами KП=20,4239 и KИ=310,5654; KД=0.3323. Его характеристики:
Величина перерегулирования =0,57;
Абсолютная интегральная ошибка I1 = 5,36;
Квадратичная интегральная ошибка I2 = 311,4.
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта был изучен объект управления – двигатель постоянного тока. По паспортным данным двигателя была рассчитана его передаточная функция в следующем виде:
Также была промоделирована работа двигателя с различными нагрузками. Моделирование проводилось в среде Matlab+Simulink.
Используя получившуюся модель, была произведена оптимальная настройка регулятора. Для этого, используя законы регулирования линейных систем (И-закон, П-закон, ПИ-закон, ПИД-закон) были определены оптимальные значения параметров.
По частотным характеристикам системы для каждого типа регулятора были определены запасы устойчивости по амплитуде и по фазе. По переходным характеристикам определили время регулирования ,величину перерегулирования , колебательность переходного процесса , статическую ошибку по положению . Проанализировав полученные данные, пришел к выводу, что ПИД-регулятор наиболее приемлем для данного объекта.
Список литературы
1 Волков Н.И. Электромагнитные устройства автоматики / Н.И.Волков, В.П. Миловзоров. М.: Высшая школа, 1986. 335 с.
2 Чиликин М.Г. Общий курс электропривода / М.Г. Чиликин, А.С. Сандлер. М.: Энергоатомиздат, 1981. 576с.
3 Герман-Галкин С.Р. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем / С.П. Герман-Галкин. СПб:БХВ-Петербург, 2001.320 с.
4 Дорф Р. Современные системы управления / Р.Дорф, Р.Бишон. М.: Лаборатория базовых знаний, 2004.832 с.
5 Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные систем ы / Д.П. Ким. М.: Физматлит, 2007.312 с.
6 Стефани Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов / Е.П. Стефании. М.: Энергия, 1972. 376 с.
7 Потемкин В.Г. Вычисления в среде Matlab / В.Г. Потемкин. М.: Диалог-Мифи, 2004. 720 с.
8 Терехов В.М. Системы управления электроприводов / В.М. Терехов, О.И. Осипов. М.: Академия, 2005. 340 с.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
