МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
РОЗРАХУНОК ТА ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІНІЙНИХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
для самостійної підготовки та інструкція
до лабораторної роботи № 7
з дисципліни “Теорія автоматичного керування”
для студентів базового напряму 6.0925 (050202)
“Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”
Затверджено
на засiданнi кафедри
автоматизації теплових
i хiмiчних процесів
Протокол N 8 від 28.01.2008 р.
Львів - 2008
Розрахунок та дослідження лінійних систем автоматичного регулювання. Методичні вказівки для самостійної підготовки та інструкція до лабораторної роботи № 7 з дисципліни “Теорія автоматичного керування” для студентів базового напрямку 6.0925 (050202) “Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології” / Укл. Г.Б. Крих, Ф.Д. Матіко, Р.Я. Дубіль – Львів: Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2008. – 42с.
Укладачі
Крих Г.Б., канд. техн. наук, доц.,
Матіко Ф.Д., канд.техн. наук, доц.,
Дубіль Р.Я., канд.техн. наук.
Відповідальний за випуск
Пістун Є.П., докт. техн. наук, проф.
Рецензенти
Мичуда Л.З., канд. техн. наук, доц.,
Лесовой Л.В., канд. техн. наук, доц.,
Мета роботи: засвоєння методики розрахунку параметрів настроювання П-, І-, ПІ-, ПІД-регуляторів з умови забезпечення заданого запасу стійкості системи; дослідження впливу параметрів настроювання регулятора і властивостей об’єкту регулювання на показники якості систем автоматичного регулювання (САР); порівняння показників якості САР з різними типами регуляторів.
Необхідна теоретична підготовка: знання типових законів регулювання, знання методу розрахунку параметрів настроювання регуляторів за розширеними частотними характеристиками на задану ступінь коливальності.
ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
1. Основи визначення якості САР
Стійкість є необхідною умовою роботи САР, але недостатньою. Крім стійкості важливою властивістю САР є її якість. Будь-яка система автоматичного регулювання повинна забезпечувати: 1) достатній запас стійкості, що гарантує неможливість втрати стійкості внаслідок зміни параметрів об`єкту регулювання; 2) найкращу якість процесу регулювання у межах запасу стійкості. Від якості роботи САР залежать економічність, надійність, термін експлуатації технологічного устаткування.
Поняття якості пов’язано з перехідними процесами в САР, які можуть бути викликані двома причинами: зміною збурення z та зміною заданого значення хзад регульованої величини.
Спрощена структурна схема САР показана на рис. 1. Звичайно якість САР аналізують за кривими розгону (перехідними функціями). На рис. 2 показані перехідні процеси САР для збурюючої та керуючої (задаючої) дій відповідно.
В прямих методах дослідження якість САР оцінюють за показниками якості та інтегральними оцінками, які визначають з кривих розгону.
Рис. 2. Перехідні процеси САР для а) збурюючої та б) керуючої дій
Основними показниками якості САР є:
1. Максимальне динамічне відхилення регульованої величини від заданого значення – це найбільше значення похибки регулювання за абсолютною величиною в процесі регулювання (рис. 3,а).
2. Статична похибка регулювання ст - це залишкове відхилення регульованої величини від заданого значення після завершення процесу регулювання.
3. Час регулювання tp - це час, протягом якого регульована величина досягає заданого значення з допустимою похибкою регулювання . Графічно час регулювання tp показаний на рис. 3,а.
4. Коефіцієнт заникання ψ
, (1)
де - перша та третя амплітуди коливного перехідного процесу (рис. 3,б).
а) б)
Рис. 3. Визначення параметрів якості за перехідним процесом: а) xmax та tр , б)
Коливальність перехідного процесу характеризується також іншими показниками: ступенем коливальності m, показником коливальності М, які взаємопов’язані між собою.
Ступінь коливальності системи m – це відношення дійсної та уявної частин комплексно спряжених коренів характеристичного рівн...
