Содержание 1.Задание 2.Проведение эксперимента 3.Индентификация каналов методом Симою и проверка аппроксимации 4.Расчет оптимальных настроек регулятора одноконтурной системы 5.Расчет оптимальных настроек регулятора каскадной системы 6.Расчет компенсирующего устройства 7.Расчет оптимальных настроек регулятора одноконтурной системы реального объекта 8.Расчет оптимальных настроек регулятора каскадной системы реального объекта 9.Расчет компенсирующего устройства реального объекта 10.Анализ переходных процессов 11.Перечень файлов 12.Список программного обеспечения
1.Задание Исследовать работу комбинированной автоматической системы управления в целом и её отдельных контуров. Провести расчет оптимальных настроечных параметров регуляторов САР и провести реализацию полученных результатов на реальном объекте – Ремиконт-120. Комбинированная система управления 1 – основной канал (Wоб(S));
2.Проведение эксперимента Для проведения эксперимента на Р-120 собираем 3 модели: по основному каналу, по внутреннему каналу и по каналу возмущения.
2.1 Проведение эксперимента по основному каналу
Для снятия кривой разгона подаем на алгоблок 1.1 возмущающее воздействие амплитудой 10% и снимаем с этого алгоблока кривую разгона .Заносим кривую в файл VIT1.После интерполяции по 5 точкам и нормирование получаем кривую разгона , представленную в таблице /см. табл. 2.1/
2.2 Проведение эксперимента по внутреннему каналу
Для снятия кривой разгона по внутреннему каналу проводим такие же действия ,что и при снятии первой кривой. Полученную кривую разгона заносим в файл VIT2.После обработки кривой результаты заносим в таблицу /см. табл. 2.2/ табл 2.2 Нормированная кривая разгона
2.3 Проведение эксперимента по каналу возмущения
Для снятия кривой разгона по каналу возмущения проводим такие же действия ,что и при снятии первой кривой. Полученную кривую разгона заносим в файл VIT2.После обработки кривой результаты заносим в таблицу /см. табл. 2.3/ табл 2.3 Нормированная кривая разгона
3.Идентификация каналов и методом Симою и проверка аппроксимацию
3.1 Основной канал В программе ASR по нормированной кривой разгона ( исключая запаздывание ) получим значения площадей : F1=6.6627; F2=14.5831; F3=7.1130. Т.о передаточная функция объекта:W(s)об=1/14.583*s2+6.663*s+1 Проведем проверку аппроксимации , т.е. найдем статическую ошибку нормированной кривой разгона от кривой разгона , полученной по переходному процессу . Воспользуемся преобразованиями по Карлону-Хевисайда и теорему разложения . В результате получим : корни характеристического уравнения :14.583*S2+6.663*S+1=0 S1=-0.228+j0.128 S2=-0.228-j0.128 Вещественная часть корней отрицательна , следовательно можно сделать вывод об устойчивости объекта. Переходной процесс объекта имеет вид : y(t)=1+2.046*cos(4.202-0.128*t)*e-0.228*t В это уравнение подставляем значение t ,получаем график переходного процесса по основному каналу (аппроксимированная кривая разгона ) табл. 3.1 Аппроксимированная кривая разгона
Сравнение нормированной кривой разгона и полученного переходного процесса по основному каналу и будет являться проверкой аппроксимации объекта управления. Расчетная формула : (h(t)-y(t))*100/h(y) Максимальное отклонение составляет (0.0533-0.0394)*100/0.0533=26% Полная передаточная функция ( включая звено чистого запаздывания ) имеет вид: W(s)об=1*e-6*s/14.583*s2+6.663*s+1
3.2 Внутренний канал В программе ASR по нормированной кривой разгона получим значения площадей F1=8.508; F2=19.5765; F3=0.4436. Т.о передаточная функция объекта: Проведем проверку аппроксимации , т.е. найдем статическую ошибку нормированной кривой разгона от кривой разгона , полученной по переходному процессу . Воспользуемся преобразованиями по Карлону-Хевисайда и теорему разложения . В результате получим :W(s)об1=1/19.576*s2+8.508*s+1 корни характеристического уравнения :19.576*S2+8.508*S+1=0 S1=-0.21731+j0.06213 S2=-0.21731-j0.06213 Вещественная часть корней отрицательна , следовательно можно сделать вывод об устойчивости объекта. Переходной процесс объекта имеет вид : y(t)=1+3.638*cos(4.434-0.062*t)*e-0.217*t В это уравнение подставляем значение t ,получаем график переходного процесса по основному каналу (аппроксимированная кривая разгона ) табл. 3.2 Аппроксимированная кривая разгона
При сравнении кривых разгона получаем максимальное отклонение : (0.0345-0.0321)*100/0.0345=7%
3.3 Канал по возмущению В программе ASR по нормированной кривой разгона получим значения площадей F1=5.8678; F2=8.1402 F3=-4.8742. Составляем систему уравнений: a1=5.868+b1 a2=8.14+b1*5.688 0=-4,874+b1*8.14 Откуда b1=0.599 , a1=6.467 , a2=11.655 Т.о передаточная функция объекта:W(s)ов=0.599*s/11.655*s2+6.467*s+1 Проведем проверку аппроксимации , т.е. найдем статическую ошибку нормированной кривой разгона от кривой разгона , полученной по переходному процессу . Воспользуемся преобразованиями по Карлону-Хевисайда и теорему разложения . В результате получим : корни характеристического уравнения :11.655*S2+6.467*S+1=0 S1=-0.27743+j0.09397 S2=-0.27743-j0.09397 Вещественная часть корней отрицательна , следовательно можно сделать вывод об устойчивости объекта. Переходной процесс объекта имеет вид : y(t)=1+2.605*cos(4.318-0.094*t)*e-0.277*t В это уравнение подставляем значение t ,получаем график переходного процесса по основному каналу (аппроксимированная кривая разгона ) табл. 3.2 Аппроксимированная кривая разгона
При сравнении кривых разгона получаем максимальное отклонение : (0.0966-0.0746)*100/0.0966=22.5%
4.Расчет оптимальных настроек регулятора одноконтурной системы Важным элементом синтеза АСР технологического процесса является расчет одноконтурной системы регулирования . При этом требуется выбрать структуру и найти числовые значения параметров регуляторов . АСР образуется при сочетании объект регулирования и регулятора , и представляет собой единую динамическую систему. Расчет настроек АСР методом Ротача. Передаточная функция объекта по основному каналу имеет вид: W(s)об=1*e-6*s/14.583*s2+6.663*s+1 В программе Linreg производим расчет оптимальных настроечных параметров ПИ регулятора: Kп=0.51007; Tи=5.32345; wкр=0.14544. Cмоделируем в пакете SIAM переходные процессы одноконтурной системы по управляющему и по возмущающему воздействию.
Структурная схема одноконтурной системы по управляющему воздействию
W(s)=1/(14.583*s2+6.663*s+1)
K=Kп=0.51007
K/S=Kп/Tи=0.0958
K=1,T=6
Переходной процесс
Перерегулирование – 26%
Время затухания – 65с
Степень затухания – 1
Структурная схема одноконтурной системы по возмущающему
воздействию
Перерегулирование – 82%
Степень затухания – 0.93
5. Расчет оптимальных настроек каскадной системы
5.1 Расчет настроек по внутреннему каналу Передаточная функция объекта по внутреннему каналу имеет вид: W(s)об1=1/19.576*s2+8.508*s+1 Расчет настроечных параметров регулятора производим методом Ротача в программе Linreg . Результаты :
Kп=4.06522
Ти=7.26837
wкр=0.4151 В пакете Siam смоделируем переходные процессы по управляющему и по возмущающему воздействию .
Структурная схема внутреннего канала по управляющему воздействию
W(s)=1/(19.576*s2+8.508*s+1)
K=Kп=4.06522
K/S=Kп/Tи=0.5593
Перерегулирование – 29%
Время затухания – 9с
Степень затухания – 0.86
Структурная схема внутреннего канала по возмущаеющему
Страницы: 1, 2
