СУХТП_КХТП: Лабораторная работа №2. Пример типового решения

Пример

1. Составить блок-схему одноконтурной АСР с пропорционально-интегральным законом регулирования.

В качестве объекта берем систему, которая исследовалась при выполнении лабораторной работы № 1, с добавлением к ней звена чистого запаздывания с передаточной функцией $W_{3}=e^{-1.5p}$ .

ПИ- регулятор реализуется из параллельно соединенных пропорционального и интегрирующего звеньев.

В соответствии с программой имитационного моделирования составляем блок-схему АСР, состоящую из типовых элементарных звеньев (рис. 1). Проводим нумерацию звеньев. Определяем коэффициенты типовых звеньев.

2. По эмпирическим соотношениям рассчитываем параметры настроек ПИ- регулятора для объекта, описываемого инерционным звеном первого порядка и звеном чистого запаздывания. Характеристики объекта берем из лабораторной работы № 1 с добавлением к нему звена чистого запаздывания.

$W_{об}(p) = \frac {K_{об}} {T_{об} + 1} e^{-\tau_{об}p} = \frac {1} {10p + 1} e^{-3,5p}$

Рассчитываем параметры настроек ПИ- регулятора

$K_{p} = \frac {0,7 \cdot T_{об}} {K_{об} \cdot \tau_{об}} = \frac {0,7 \cdot 10} {1 \cdot 3,5} = 2$

$T_{и} = 0,3 \cdot T_{об} + \tau_{об} = 0,3 \cdot 10 + 3,5 = 6,5$

Все значения коэффициентов типовых звеньев сводим в таблицу № 1.

Таблица № 1.

№ звена	Звенья	$W(p)$	Коэффициенты
1	Ступенчатое возмущение	$X = A$	$A = 1$
2	Сумматор	$X = AX_{1} + BX_{2}$	$A = 1$ , $B = -1$
3	Пропорциональное	$W(p) = K$	$K = K_{p} = 2$
4	Интегрирующее	$W(p) = \frac {1}{Tp}$	$T = \frac {T_{и}} {K_{p}} = 3,25$
5	Сумматор	$X = AX_{1} + BX_{2}$	$A = 1$ , $B = -1$
6	Сумматор	$X = AX_{1} + BX_{2}$	$A = 1$ , $B = -1$
7	Сумматор	$X = AX_{1} + BX_{2}$	$A = 1$ , $B = -1$
8	Пропорциональное	$W(p) = K$	$K = 1$
9	Сумматор	$X = AX_{1} + BX_{2}$	$A = 1$ , $B = -1$
10	Интегрирующее	$W(p) = \frac {1}{Tp}$	$T = 1$
11	Инерционное	$W(p) = \frac {K}{Tp+1}$	$K = 1$ $T=10$

3. Исследование переходных характеристик одноконтурной АСР с использованием имитационной программы моделирования.

В соответствии с правилами работы программы заполняется таблица связей звеньев в соответствии с блок-схемой (рис. 1). Для каждого типа звена вводятся коэффициенты в соответствии с таблицей № 1. Задаем временной интервал t=500 и шаг интегрирования h=1. После ввода данных осуществляется расчет и выводится график переходного процесса. Результаты моделирования представлены на рис. 2.

4. Исследование влияния изменения параметров настроек ПИ- регулятора на качество переходных процессов.

Исследование влияния параметров настроек ПИ- регулятора, коэффициента усиления $К_{р}$ и время изодрома $Т_{и}$ проводится в следующем порядке. Последовательно изменяем $К_{р}$ сначала в сторону увеличения на 10% и на 20%, затем в сторону уменьшения на 10% и на 20% при этом время изодрома остается без изменения. Затем при неизменном $К_{р}$ изменяем время изодрома в сторону увеличения и уменьшения соответственно на 10% и 20%.

Проводим сравнительную оценку полученных переходных характеристик (рис. 3) по основным показателям качества: динамической ошибке $\Delta x_{д}$ , времени регулирования $t_{p}$ , показателю колебательности.

Как видно, увеличение коэффициентов усиления и времени изодрома ухудшает качество переходных процессов. Уменьшение коэффициента усиления увеличивает динамическую ошибку и время регулирования. Увеличение времени изодрома увеличивает время регулирования и интегральный критерий.

Последнее изменение: Суббота, 13 декабря 2014, 17:46