PZ5

19.02.2017

/ PZ5

u ( t ) – керуючий вплив у нормованому вигляді;

yex ( t ) ° C – температура рідини, отримана в результаті експерименту;

y mod (t), ° C – температура рідини по моделі;

PZ5

Рис.6. Графіки перехідної функції, отримані за експериментальними даними, моделі та еталонної функції.

По виду кривої розгону y(t) припустимо, що об’єкт описується моделлю апериодического ланки має вигляд:

PZ5

Розрахунок параметрів aиbпроизведем пошуковим методом за допомогою програми «Апериодическое ланка».

Отримаємо наступні значення:

a= -0,0011; b=0,077.

Отримаємо модель об’єкта:

PZ5

Запишемо передатну функцію об’єкта:

PZ5

де K – коефіцієнт посилення, T – постійна часу.

За отриманими параметрами:

PZ5
; PZ5
с.

PZ5

x (t )= 1(t ), отримуємо вираз для перехідної функції:

PZ5

За даними, отриманими з допомогою моделі побудуємо графік перехідної функції yм (t) (Рис.6).

2.2.2. Частотні характеристики

nyquist(Wp);

PZ5

Малюнок 7. АФЧХ

Для побудови АЧХ і ФЧХ в логарифмічному масштабі, використовуємо функцію bode системи Matlab.

Wp=tf([70],[909.1 1]);

bode(Wp), grid on

PZ5

Рис.8. Графік АЧХ(вгорі) і ФЧХ(внизу).

Висновок: в результаті 2 частини була побудована експериментальна крива розгону і по ній зроблено припущення про моделі об’єкта (апериодическое ланка), розраховані параметри моделі:

PZ5
; PZ5
.

Була отримана динамічна модель об’єкта:

. отримана передатна функція, частотні характеристики, побудовані графіки для кожної з них.

3. Дослідження систем автоматичного регулювання

Визначимо параметри системи автоматичного регулювання (САР) з пропорційним (П) і пропорційно-інтегральним (ПІ-) регуляторами. Визначимо показники якості САР.

Синтез САР – спрямований розрахунок, що має кінцевою метою відшукання раціональної структури системи і встановлення оптимальних величин параметрів окремих ланок. При безлічі можливих рішень повинен бути вибраний критерій оптимізації – ціна, точність, надійність, швидкодія, витрати енергії і так далі.

Об’єкт

УУ – керуючий пристрій – промисловий контролер WinCon-8737 (П — або ПІ-регулятор);

Об’єкт – водонагрівач потужністю 1200 Вт (апериодическое ланка з запізненням);

y ( t ) – вихідна змінна об’єкта;

u ( t ) – керуючий вплив.

Об’єм рідини – 6 літрів.

Передатна функція системи:

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

Зазвичай задачі синтезу та аналізу вирішуються у тісному взаємозв’язку: в результаті синтезу розробляється варіант структурної схеми системи управління, потім виконується її аналіз; на основі результатів аналізу вносяться структурні зміни або розробляється інший варіант і т. д. Такий процес продовжується до тих пір, поки САУ не буде задовольняти заданим вимогам. Більшість задач синтезу в якості складових частин включають забезпечення стійкості, підвищення запасу стійкості, підвищення точності в сталому режимі і поліпшення перехідних процесів.

Рис. 10. Принцип динамічної компенсації для стаціонарних систем.

Стійкість і необхідний запас стійкості зазвичай забезпечуються введенням форсує ланки, при цьому збільшується швидкодія системи, але разом з тим збільшується і вплив перешкод. Інший шлях забезпечення стійкості – використання демпфування з придушенням високих частот. Для цього вводиться апериодическое ланка з постійною часу значно більшою постійних часу аперіодичних ланок розімкнутої системи. Підвищення точності в сталому режимі (зменшення усталеної помилки) досягається збільшенням передавального коефіцієнта K розімкнутої системи (добротності системи). При цьому необхідно контролювати запас стійкості, так як при великому значенні K (більше критичного) система стає нестійкою. Для отримання астатізма системи використовуються изодромные ланки. При великою постійною часу ізодрома запас стійкості практично зберігається без зміни. Широке поширення на практиці набули лінійні регулюючі пристрої, які в залежності від сигналу помилки e(t ) виробляють керуючий вплив u(t ), використовуючи комбінації послідовного з’єднання пропорційного (П), інтегруючого (І) дифференцирующего (Д) ланок. Для розрахунку параметрів настроювання регуляторів передбачається точне визначення параметрів з використанням заданої передавальної функції об’єкта W0 (p) і еталонної ПФ Wе (p). Еталонна передатна функція – це такий оператор замкнутої САУ, який забезпечує потрібну якість процесів управління в перехідному та усталеному режимах. Якщо для розімкненої системи:

PZ5

то передатна функція регулятора, визначає його структуру та параметри, при даному підході має вигляд:

PZ5

Для об’єкта a=-0,0011; b=0,077; => PZ5

Для еталонної системи: a=-0,0015; b=0,105; => PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

PZ5

Короткий опис статті: pattfield pe 1200ws

Джерело: PZ5

Також ви можете прочитати