Анализ и синтез систем автоматического регулирования
Цель работы: Целью данной курсовой работы является решение задач по анализу и синтезу систем автоматического регулирования, связанные с выбором структуры системы регулирования, исходя из свойств модели объекта управления, настройкой регулятора и исследованием свойств синтезированных САР.
1. Формирование задания на курсовой проект.
Структура модели объекта задана в виде представленном на рисунке 1:
Рисунок 1 – структура модели
Модель канала управления задана в виде интегрального звена с запаздыванием:
с коэффициентами:
Модель канала возмущения задана в виде интегрального звена с отсечкой с запаздыванием:
с коэффициентами:
В качестве критерия используется длительность переходного процесса. Длительность переходного процесса задается в относительных единицах:
2. Выбор метода синтеза системы регулирования.
Выбор метода синтеза системы регулирования зависит от динамических свойств модели объекта управления и требуемой длительности переходного процесса.
Так как модель канала управления задана в виде интегрального звена с запаздыванием, то в качестве регулятора можно взять регулятор Ресвика.
Возьмем интервал дискретизации
Рисунок 2 – Структура системы регулирования без учета канала возмущения
Модель канала регулирования в дискретной форме имеет вид:
- дискретный аналог запаздывания.
3. Алгоритм моделирования синтезированной системы регулирования.
Сначала будем рассматривать систему без канала возмущения, т.е. w=0 (рисунок 2).
1.
2.
3.
4. Расчет ошибки регулирования:
5.
6.
6.1. Расчет приведенного возмущения:
6.2. Экстраполяция приведенного возмущения:
В качестве управляющего воздействия принимается экстраполируемое значение
7.
8.
Рисунок 3 – Переходный процесс без учета возмущения
Длительность переходного процесса равна: начало действия внешнего воздействия, 3 – запаздывание.
Вывод: Так как длительность переходного процесса не превышает заданной
Рассмотрим теперь систему с учетом контура возмущения (т.е. w<>0).
Тогда общая структура САР будет иметь вид, как на рисунке 4.
Рисунок 4 – Структура САР с учетом канала возмущения.
- компенсатор контролируемого возмущения.
Он представляет собой последовательное соединение трех блоков:
1. - дискретный аналог времени отсечки;
2.
3.
- дискретный аналог запаздывания в канале возмущения.
Алгоритм моделирования состоит в следующем:
1.
2.
3.
4.
5.
6. Расчет ошибки регулирования:
7. Определение момента окончания переходного процесса
8. Расчет управляющего воздействия регулятора Ресвика:
9.
10.
11.
12.
Выполнив данный алгоритм, получим переходный процесс, представленный на рисунке 5.
Длительность переходного процесса равна: 63,9 – окончание переходного процесса, 4,5 – запаздывание в канале возмущения.
Вывод: Наша синтезированная САР является устойчивой, т.к. выходная величина сходится к заданному уровню и длительность переходного процесса не превышает заданного значения.