МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ З ПІ-РЕГУЛЯТОРОМ. Теорія з Моделювання. Робота № 515831

МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ З ПІ-РЕГУЛЯТОРОМ

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Інші

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2011

Тип роботи:

Теорія

Предмет:

Моделювання

Група:

ПІ

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” МОДЕЛЮВАННЯ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ З ПІ-РЕГУЛЯТОРОМ інструкцiя до лабораторної роботи N 9 з курсу ‘ Теорія автоматичного керування ‘ для студентiв базового напрямку “Автоматизація і комп’ютерно- інтегровані технології” Затверджено на засiданнi кафедри автоматизацiї теплових i хiмiчних процесiв Протокол N ___ вiд ______ 2001 р. Львів – 2001 Мета роботи: вивчення впливу параметрів настроювання ПІ-регулятора і властивостей об`єкту регулювання на показники якості перехідних процесів систем автоматичного регулювання (САР). Зміст роботи: дослідження процесів регулювання статичного і астатичного об`єктів, заданих їх функціями передачі; вибір значень параметрів настроювання регулятора в області, обмеженій заданим запасом стійкості (коливальності) системи; дослідження впливу змін параметрів об’єкту і регулятора на показники якості регулювання. Необхідна підготовка: знання ПІ-закону регулювання; знання методу розрахунку параметрів настроювання ПІ-регулятора за допомогою розширених частотних характеристик. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ Функція передачі ПІ-регулятора має вигляд , де kp – коефіцієнт передачі регулятора; час ізодрому. 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. Відповідно до цих вимог розрахунок параметрів настроювання ПІ-регулятора здійснюється в два етапи: 1) знаходження в площині параметрів настроювання регулятора області запасу стійкості САР, не меншої ніж задана; 2) вибір оптимальних значень параметрів настроювання з границі області заданого запасу стійкості. Під оптимальними розуміють такі параметри настроювання регулятора, які забезпечують заданий запас стійкості САР при мінімальному значенні інтегрального квадратичного критерію. Для розрахунку параметрів настроювання ПІ-регулятора необхідно знати розширені частотні характеристики об’єкту регулювання і регулятора. Тоді розширена АФХ розімкнутої системи може бути представлена як (1) (2) де - розширена АФХ об`єкту регулювання;- розширена АФХ ПІ-регулятора. РАФХ ПІ-регулятора записується у вигляді . (3) Підставляючи (2), (3) в (1), одержимо , або , звідки отримуємо систему двох рівнянь з двома невідомими Розв’яжемо отриману систему рівнянь відносно (4) РАФХ об’єкта регулювання в показниковій формі має вигляд , де розширені амплітудно- і фазочастотні характеристики об’єкта регулювання. Враховуючи, що дійсна U і уявна V частотні характеристики визначаються як остаточно одержимо (5) Змінюючи частоту в діапазоні , де частоти, що відповідають параметрам настроювання відповідно І- та П-регуляторів (дивися попередню лабораторну роботу), розраховують значення параметрів настроювання ПІ-регулятора на задану ступінь коливальності mзад. З рисунка видно, що точка з частотою відповідає параметру настроювання І-регулятора, а точка з частотою - П-регулятора. Графічно вона представлена на рис. 1. На цьому ж графіку показана область параметрів настроювання регулятора, що виводять САР на границю стійкості (m=0). Якщо вважати, що діючі в САР збурення є низькочастотними (зокрема детерміноване збурення у вигляді стрибка є низькочастотним), то оптимальні параметри настроювання, при яких інтегральна квадратична оцінка якості J2 є мінімальною, відповідають максимальному значенню . Для випадкових збурень мінімальній квадратичній оцінці відповідають параметри, розраховані при робочій частоті , де - частота, при якій значення для заданої границі області запасу стійкості є максимальним ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ 1. Для функції передачі об`єкту регулювання та ступеня коливальності m, заданих викладачем, знайти розширені фазо-частотну , амплітудно-частотну - характеристики об’єкту регулювання. Побудувати їх графіки. За формулами (5) розрахувати параметри kp/Tіз та kp в межах частот При цьому значення частот знаходять числовим методом або графічно із залежностей Відповідно до цього параметр настроювання І-регулятора - а П-регулятора - Результати розрахунку заносять в таблицю, згідно з якими будується область границі заданого запасу стійкості САР в площині параметрів настроювання ПІ-регулятора kp/Tіз та kp В середовищі Simulink. складають модель САР з ПІ-регулятором. Проводять дослідження перехідних функцій САР в 5-6 точках границі заданого запасу стійкості. Порівнюють показники якості одержаних перехідних процесів. Згідно вказівки викладача в деяких системах, студент досліджує вплив зміни параметрів об`єкту регулювання на показники якості процесу регулювання. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Нарисуйте графік статичної характеристики ПІ-регулятора. 2. Що таке ступінь коливальності і як він впливає на характер АФХ розімкнутої системи. 3. Як знайти параметри настроювання ПІ-регулятора, що забезпечать заданий запас стійкості САР. 4. У чому переваги ПІ-регулятора у порівнянні з П- та І- регуляторами. 5. Чим відрізняються перехідні процеси регулювання для збурень: а) регулюючою дією регулятора на об`єкт; б) завданням регулятора. 6. Які є показники якості процесу регулювання. 7. Що таке розширена АФХ об`єкту і регулятора. 8. Де знаходиться в площині параметрів настроювання ПІ-регулятора і kp знаходиться область, яка забезпечує найкращу якість процесу регулювання при заданому запасі стійкості САР?

Теорія Моделювання

13.12.2011 03:25

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись