Оптимизация систем автоматического регулирования с дифференцированием сигнала
Адекватность качества переходных процессов систем автоматического регулирования и систем с дифференцированием сигналов. Оптимизация систем на основе экспериментальной переходной характеристики объекта как произведение опережающего участка на инерционный.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 25.03.2012 |
Размер файла | 3,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1.Постановка задачи
2.Вывод формул адекватности качества переходных процессов КСАР и САР с Д
3.Расчет базовых значений фу и Тк
4.Базовая настройка
5. Оптимизация типовой САР с использованием ЗС №1 как в КР №1
6. Оптимизация типовой САР с использованием ЗС№2 как в КР №1
7.Оптимизация САР с Д на основе экспериментальной переходной характеристики гл объекта регулирования как произведение опережающего участка на инерционный
8.САР со СУ, где Д и Ф по МПК в ОВ-4 на основе МПК в ЧВ
9.Сравнение методов оптимизации САР с объектом в виде ин. Звена 2-го порядка
10.Оптимизация по типу САР с Д + СУ
10.1Д и Ф по МПК в ОВ-2
10.2Д и Ф по МПК в ОВ-3.1
11.Сравнение Базовой САР с САР со СУ, настроенной по методу МПК в ОВ-2,3.1, если объект задан в виде инерционного звена первого порядка
12.Метод оптимизации типовой САР по методу Власова-Власюка
13.Сравнение Базовой САР с САР, настроенной по методу Власова-Власюка, если объект задан в виде последовательно соединённых n инерционных звеньев первого порядка
14.Сравнение КСАР и САР с Д
Выводы
Литература
Введение
В области науки и техники одной из важнейших является проблема разработки и внедрения систем автоматического регулирования, решение которой позволит перейти на качественно новый этап автоматизации технологических процессов. Данная задача нуждается в разработке инженерных методов расчета автоматических систем, при которых мы бы получали наиболее качественные и совершенные параметры регулирования.
Характерная особенность многих промышленных объектов регулирования состоит в том, что их параметры и характеристики изменяются в процессе работы. Это обусловлено внешними возмущениями, действующими на объект, изменением режима работы технологического оборудования и времени его эксплуатации. В новых условиях выбранная структура системы регулирования и ее параметры могут оказываться неудовлетворительными. Данные обстоятельства предъявляют существенно новые требования к качеству работы промышленных систем регулирования. В связи с этим актуальной становиться задача построения систем регулирования, изменяющих свойства в процессе работы так, что независимо от внешних возмущений или вариаций параметров объекта, последний будет работать в оптимальном режиме. В таких случаях строят системы с дифференцированием сигнала в промежуточной точке системы регулирования. Решению этой задачи способствуют возросшие функциональные возможности новых унифицированных аналоговых средств автоматизации и вычислительной техники.
1.Постановка задачи
1.1Структурная схема САР с Д
y(t) - основная регулируемая величина (выход системы регулирования или выходная переменная);
Хзд - заданное значение регулируемого параметра;
Wр(р) - передаточная функция регулятора;
Wд(р) - передаточная функция дифференциатора;
Wоп(р) - передаточная функция опережающего участка;
Wин(р) - передаточная функция инерционного участка;
f1 - внутреннее возмущение;
f2 - крайнее внешнее возмущение.
1.2 Исходные данные
Коп = 4,8 ?С/т/ч;
Кин=1?С/т/ч;
Т0 = 90с;
Топ = 18с;
уоп=1,8с;
n = 5.
, где
Коп - коэффициент передачи опережающего участка;
Топ и уоп - постоянные времени;
, где
Кин - коэффициент передачи инерционного участка;
Тин и уин - постоянные времени;
, где
Кр - коэффициент передачи стабилизирующего регулятора
, где
Кд - коэффициент передачи дифференциатора
автоматический регулирование дифференцирование сигнал инерционный
2.Вывод формул адекватности качества переходных процессов КСАР и САР с Д
Исходные данные:
Схема КСАР:
Известно, что оптимальные настройки стабилизирующего регулятора , а корректирующего регулятора, которые определяют прямые показатели качества (ППК) при отработке F1, F2. Необходимо для САР+Д для данного объекта найти оптимальные настройки .
Схема САР+Д:
ДОКАЗАТЕЛЬСТВО
Рассмотрим адекватность качества регулирования переходных процессов КСАР и САР+Д при оптимизации F2:
Рассмотрим адекватность качества регулирования переходных процессов КСАР и САР+Д при оптимизации F1:
3.Расчет базовых значений фу и Тк
По табл. II.1 на основании найденных отношений Та/Т0 и ф/Т0 для n=5 находим:
- данные из таблицы
Тк=308,92с.
=141,08с.
4.Базовая настройка
Корректирующий регулятор, настроенный по МПК в ЧВ:
Kр2=1,09;
Ти2=308,92с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/1,09=0,92
Стабилизирующий регулятор, настроенный по МЧК:
Kр1=1,66;
Ти1=6,822с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров регулятора:
Ти=Ти1=6,822с.
Кр*=Кр1/Кд=1,66/0,92=1,804
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке Хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База |
0,16 |
1404 |
- |
1 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База |
4.95 |
2255 |
0.27 |
0.95 |
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
База |
||
А1- |
-1,73 |
5. Оптимизация типовой САР с использованием ЗС№1 как в КР №1
КР по МПК в ЧВ с «золотым сечением№1 как и в КР№1»:
0,81 |
278,1 |
||
0,31 |
171,9 |
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
1)при
Тд=Ти2=278,1с.
Кд=1/Кр2=1/0,81=1,23
2)при
Тд=Ти2=171,9с.
Кд=1/Кр2=1/0,31=3,23
Стабилизирующий регулятор, настроеный по МЧК с ЗС:
=2,31
=6,36с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров регулятора:
1)Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/1,23=1,87
2) Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/3,23=0,72
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке Хзд
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
Тк=0,618*(Тк+tу) |
0,068 |
1113 |
- |
1 |
|
Тк=0,382*(Тк+tу) |
0,036 |
2327 |
- |
1 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
Тк=0,618*(Тк+tу) |
4.97 |
1775 |
0.05 |
0.99 |
|
Тк=0,382*(Тк+tу) |
4.97 |
2701 |
- |
1 |
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
Тк=0,618*(Тк+tу) |
Тк=0,382*(Тк+tу) |
||
A1- |
-1,4 |
-1,1 |
Вывод: На основании ППК можно сказать, что при объекте в виде инерционного звена 2-го порядка при настройке ПИ рег по МЧК с ЗС, а Д по МПК в ЧВ с ЗС при Тк=0,618*tу система отрабатывается лучше, чем при настройке Д по МЧК с ЗС, а ПИ рег по МПК в ЧВ с ЗС при Тк=0,382*(Тк+tу).
6. Оптимизация типовой САР с использованием ЗС№2 как в КР №1
Стабилизирующий регулятор, настроеный по МЧК с ЗС:
=2,31
=6,36с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров регулятора:
1)Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/0,63=3,67
2) Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/0,74=3,12
3)Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/1,08=2,14
4)Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/1,19=1,94
5)Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/1,54=1,5
6)Ти==6,36с.
Кр*=/Кд=2,31/1,64=1,41
ПИ-2 по МПК в ЧВ с «золотым сечением№2 как и в КР№1»:
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/1,58=0,63
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/1,35=0,74
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/0,92=1,08
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/0,84=1,19
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/0,65=1,54
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=308,92с.
Кд=1/Кр2=1/0,61=1,64
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке Хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
Тзд=0,382*tу |
0,46 |
2752 |
0,12 |
0,74 |
|
Тзд=0,618*tу |
0,32 |
2065 |
0,04 |
0,86 |
|
Тзд=1,382*tу |
0,072 |
1487 |
- |
1 |
|
Тзд=1,618*tу |
0,032 |
1515 |
- |
1 |
|
Тзд=2,382*tу |
- |
1784 |
- |
- |
|
Тзд=2,618*tу |
- |
1903 |
- |
- |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
Тзд=0,382*tу |
4,97 |
3652 |
1,17 |
0,76 |
|
Тзд=0,618*tу |
4,97 |
2922 |
0,63 |
0,87 |
|
Тзд=1,382*tу |
4,97 |
1691,6 |
0,12 |
0,98 |
|
Тзд=1,618*tу |
4,97 |
1877 |
0,095 |
0,98 |
|
Тзд=2,382*tу |
4,97 |
2461 |
- |
1 |
|
Тзд=2,618*tу |
4,97 |
2632 |
- |
1 |
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
Тзд=0,382*tу |
Тзд=0,618*tу |
Тзд=1,382*tу |
Тзд=1,618*tу |
Тзд=2,382*tу |
Тзд=2,618*tу |
||
A1- |
-2,5 |
-2,1 |
-1,5 |
-1,4 |
-1,11 |
-1,06 |
Вывод: На основании ППК можно сказать, что если объект задан в виде инерционного звена 2-го порядка с запаздыванием, то лучше всего система отрабатывается при настройках ПИ-рег по МЧК с ЗС, а Д по МПК в ЧВ с ЗС при Тзд=1,618*tу .
7.Оптимизация САР с Д на основе экспериментальной переходной характеристики гл объекта регулирования как произведение опережающего участка на инерционный
В соответствии в графиком переходной функции
Настройка дифференциатора:
Расчёт ПИ-регулятора:
1).МПК в ЧВ при ;
2).МПК в ЧВ при ;
3).МЧК:
Ти=144,556 с.
4). МЧК с ЗС
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке Хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
Базовый метод |
0,16 |
1404 |
- |
1 |
|
МПК в ЧВ при о=1 |
0,21 |
1990 |
- |
1 |
|
МПК в ЧВ при о=0,707 |
0,37 |
2892 |
0,04 |
0,89 |
|
МЧК |
0,57 |
4438,3 |
0,15 |
0,74 |
|
МЧК с ЗС |
0,61 |
4450 |
0,18 |
0,70 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
Ш |
||
Базовый метод |
4.95 |
2255 |
0.27 |
0.95 |
|
МПК в ЧВ при о=1 |
4.97 |
2776 |
0.19 |
0.96 |
|
МПК в ЧВ при о=0,707 |
4.97 |
3674 |
0.61 |
0.88 |
|
МЧК |
4.97 |
>5000 |
1.45 |
0.71 |
|
МЧК с ЗС |
4.97 |
>5000 |
1.65 |
0.67 |
Отработка внутреннего возмущения f1:
ППК при отработкеf1:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
МПК в ЧВ при о=1 |
1.39 |
2538 |
0.04 |
0.97 |
|
МПК в ЧВ при о=0,707 |
0.92 |
2850 |
0.07 |
0.92 |
|
МЧК |
0.45 |
3744 |
0.11 |
0.76 |
|
МЧК с ЗС |
0.31 |
3637 |
0.09 |
0.71 |
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
Базовый метод |
МПК в ЧВ при о=1 |
МПК в ЧВ при о=0,707 |
МЧК |
МЧК с ЗС |
||
A1- |
-1,73 |
-1,54 |
-1,85 |
-2,2 |
-2,3 |
Вывод: На основании ППК можно сказать, что при настройке системы с гл объектом регулирования как произведение опережающего участка на инерционный, лучшим методом настройки является настройка ПИ регулятора по МПК в ЧВ при коэффициенте демпфирования равном 1.
8.САР со СУ, где Д и Ф по МПК в ОВ-4 на основе МПК в ЧВ
Исходные данные:
Рассчитаем необходимые настройки:
Настройка основного регулятора по МЧК с участием Кд при Тд>?
При коэффициенте демпфирования =1:
Кр=2,24 (т/ч)/0С;
Ти=6,85 с.
Тд=261,01 с.
Тф=141,08 с. Кд=0,740С/(т/ч);
При коэффициенте демпфирования =0,707:
Кр=4,48 (т/ч)/0С;
Ти=6,85 с.
Тд=261,01 с.
Тф=141,08 с. Кд=0,370С/(т/ч);
9.Сравнение методов оптимизации САР с объектом в виде ин. Звена 2-го порядка
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База |
0,16 |
1404 |
- |
1 |
|
Тк=0,618*(Тк+tу) |
0,068 |
1113 |
- |
1 |
|
Тзд=1,618*tу |
0,032 |
1515 |
- |
1 |
|
МПК в ЧВ при о=1 |
0,21 |
1990 |
- |
1 |
|
МПК в ОВ-4 |
0,84 |
>5000 |
0.6 |
0.28 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База |
4.95 |
2255 |
0.27 |
0.95 |
|
Тк=0,618*(Тк+tу) |
4.97 |
1775 |
0.05 |
0.99 |
|
Тзд=1,618*tу |
4,97 |
1877 |
0,095 |
0,98 |
|
МПК в ЧВ при о=1 |
4.97 |
2776 |
0.19 |
0.96 |
|
МПК в ОВ-4 |
4.98 |
>5000 |
3.52 |
0.29 |
Отработка внутреннего возмущения f1:
ППК при отработке f1:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База |
Находится в пределах зоны нечувствительности |
||||
Тк=0,618*(Тк+tу) |
|||||
Тзд=1,618*tу |
|||||
МПК в ЧВ при о=1 |
МПК в ЧВ при о=1 |
1.39 |
2538 |
0.04 |
|
МПК в ОВ-4 |
Находится в пределах зоны нечувствительности |
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
База |
Тк=0,618*(Тк+tу) |
Тзд=1,618*tу |
МПК в ЧВ при о=1 |
МПК в ОВ-4 |
||
А1- |
-1,73 |
-1,4 |
-1,4 |
-1,54 |
-2.36 |
Вывод: На основании ППК можно сказать, что если объект задан в виде инерционного звена 2-го порядка с запаздыванием, то система лучше всего отрабатывается при следующих настройках: ПИ рег. по МЧК с ЗС, а Д по МПК в ЧВ с ЗС при Тк=0,618*(Тк+tу)
10.Оптимизация по типу САР с Д + СУ
Структурная схема:
Рассчитаем необходимые настройки:
10.1Д и Ф по МПК в ОВ-2
Исходные данные:
Настройка основного регулятора по МЧК с участием Кд при Тд>?
Кр=1,82 (т/ч)/0С;
Ти=6,83 с.
Тд=308,92 с.
Тф=141,08 с.
Кд=0,91 0С/(т/ч);
10.2 Д и Ф по МПК в ОВ-3.1
Исходные данные:
Рассчитаем необходимые настройки:
Настройка основного регулятора по МЧК с участием Кд при Тд>?
Кр=3,6 (т/ч)/0С;
Ти=6,83 с.
Тд=308,92 с.
Тф=141,08 с.
Кд=0,46 0С/(т/ч);
11.Сравнение Базовой САР с САР со СУ, настроенной по методу МПК в ОВ-2,3.1, если объект задан в виде инерционного звена первого порядка
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке Хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База 2-го порядка |
0,16 |
1406,5 |
0,008 |
0,95 |
|
База 1-го порядка |
0,04 |
944,2 |
- |
1 |
|
СУ (МПК в ОВ-2) |
0,1 |
1271,9 |
- |
1 |
|
СУ (МПК в ОВ-3.1) |
0,91 |
>5000 |
0.75 |
0.18 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База 2-го порядка |
4.95 |
2255 |
0.27 |
0.95 |
|
База 1-го порядка |
4.96 |
1092 |
- |
1 |
|
СУ (МПК в ОВ-2) |
4.97 |
1556 |
0.044 |
0.99 |
|
СУ (МПК в ОВ-3.1 |
4.96 |
>5000 |
4.1 |
0.17 |
Отработка внутреннего возмущения f1:
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
База 2-го порядка |
База 1-го порядка |
СУ (МПК в ОВ-2) |
СУ (МПК в ОВ-3.1 |
||
A1- |
-1,74 |
-1,6 |
-1,7 |
-2.8 |
Вывод: На основании ППК можно сказать, что если объект задан в виде инерционного звена первого порядка с запаздыванием, то система лучше всего отрабатывается при следующих настройках: ПИ рег. по МЧК, а Д по МПК в ЧВ . Т.е. САР со СУ отрабатывает систему хуже, чем типовая САР.
12.Метод оптимизации типовой САР по методу Власова-Власюка
Метод Власова-Власюка представляет собой метод перехода от передаточной ф-ции n ин. Звеньев первого порядка к передаточной ф-ции в виде инерционного звена первого порядка с запаздыванием.
1)Корректирующий регулятор, настроенный по методу Власова-Власюка:
При :
Kр2=0,202;
Ти2=201,2с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=201,2с.
Кд=1/Кр2=1/0,202=4,95
Стабилизирующий регулятор, настроеный по МЧК:
Kр1=1,66;
Ти1=6,822с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров регулятора:
Ти=Ти1=6,822с.
Кр*=Кр1/Кд=1,66/4,95=0,34
2)Корректирующий регулятор, настроенный по методу Власова-Власюка:
При
Kр2=0,404;
Ти2=201,2с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров диференцирующкго звена:
Тд=Ти2=201,2с.
Кд=1/Кр2=1/0,404=2,47
Стабилизирующий регулятор, настроеный по МЧК:
Kр1=1,66;
Ти1=6,822с.
В соответствии с «адэкватнасцю» КСАР и САР с Д имеем значения параметров регулятора:
Ти=Ти1=6,822с.
Кр*=Кр1/Кд=1,66/2,47=0,67
13.Сравнение Базовой САР с САР, настроенной по методу Власова-Власюка, если объект задан в виде последовательно соединённых n инерционных звеньев первого порядка
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке Хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База+е |
0,16 |
1406,5 |
0,008 |
0,95 |
|
База+n |
0,34 |
3649 |
0,09 |
0,74 |
|
В-В при Е=1+n |
- |
3538,9 |
- |
- |
|
В-В при Е=0,707+n |
0,06 |
1683,7 |
- |
1 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База+е |
4,95 |
2255 |
0,27 |
0,95 |
|
База+n |
4,9 |
4840 |
1,01 |
0,79 |
|
В-В при Е=1+n |
4,9 |
4675 |
0,03 |
0,99 |
|
В-В при Е=0,707+n |
4,9 |
2562 |
- |
1 |
Отработка внутреннего возмущения f1:
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработкеХр:
База+е |
База+n |
В-В при Е=1+n |
В-В при Е=0,707+n |
||
A1- |
-1,74 |
-1,8 |
- |
-1,15 |
Вывод: На основании ППК можно сказать, что если объект задан в виде последовательно соединённых инерционных звеньев 1-го порядка, то наилучшая отработка системы- это метод Власова-Власюка при коэффициенте демпфирования равном 0,707.
14.Сравнение КСАР и САР с Д
Объект в виде инерционного звена 2-го порядка:
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База(САР с Д) |
0,16 |
1404 |
- |
1 |
|
Тк=0,618*(Тк+tу)(САР с Д) |
0,068 |
1113 |
- |
1 |
|
База(КСАР) |
0,16 |
1404 |
0,008 |
0,95 |
|
Тк=0,618*tу+е(КСАР) |
0.064 |
1102.1 |
- |
1 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База(САР с Д) |
0,16 |
1404 |
- |
1 |
|
Тк=0,618*(Тк+tу)(САР с Д) |
4.97 |
1775 |
0.05 |
0.99 |
|
База(КСАР) |
4.97 |
2280 |
0.25 |
0.95 |
|
Тк=0,618*tу+е(КСАР) |
4.97 |
1774.9 |
0.044 |
0.99 |
Отработка внутреннего возмущения f1:
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
База(САР с Д) |
Тк=0,618*(Тк+tу)(САР с Д) |
База(КСАР) |
Тк=0,618*tу+е(КСАР) |
||
A1- |
-1,73 |
-1,4 |
-1.74 |
-1.4 |
Вывод: На основании ППК и графиков можно сказать, что если объект в виде инерционного звена 2-го порядка, то КСАР и САР с Д отрабатывают систему практически одинаково, за исключением внутреннего возмущения f1. Лучше всего система отрабатывается при следующих настройках: Для САР с Д- Д по МПК в ЧВ с ЗС при Тк=0,618(Тк+tу) и ПИ-рег по МЧК; Для КСАР-КР по МПК в ЧВ с ЗС при Тк=0,618(Тк+tу) и СР по МЧК.
Объект в виде последовательно соединённых инерционных звеньев 1-го порядка
Отработка задающего воздействия Хзд:
ППК при отработке хзд:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База(САР с Д) |
0,34 |
3649 |
0,09 |
0,74 |
|
В-В при Е=0,707(САР с Д) |
0,06 |
1683,7 |
- |
1 |
|
База(КСАР) |
0.35 |
3643.5 |
0.1 |
0.71 |
|
В-В при Е=0,707(КСАР) |
0.064 |
1678.3 |
- |
1 |
Отработка внешнего возмущения f2:
ППК при отработке f2:
A1+ |
tn |
A2+ |
ш |
||
База(САР с Д) |
4,9 |
4840 |
1,01 |
0,79 |
|
В-В при Е=0,707(САР с Д) |
4,9 |
2562 |
- |
1 |
|
База(КСАР) |
4.89 |
4839 |
1.03 |
0.79 |
|
В-В при Е=0,707(КСАР) |
4.93 |
2566 |
0.03 |
0.99 |
Отработка внутреннего возмущения f1:
Отработка регулирующего воздействия Хр:
ППК при отработке Хр:
База(САР с Д) |
В-В при Е=0,707(САР с Д |
База(КСАР) |
В-В при Е=0,707(КСАР) |
||
A1- |
-1,8 |
-1,15 |
-1.79 |
1.16 |
Вывод: На основании ППК и графиков можно сказать, что если объект в виде последовательно соединённых инерционных звеньев 1-го порядка, то КСАР и САР с Д отрабатывают систему практически одинаково, за исключением внутреннего возмущения f1. Лучше всего система отрабатывается при следующих настройках: САР с Д и КСАР по методу Власова-Власюка.
Выводы
В данном курсовом проекте была проведена работа по оптимизации САР с Д. В итоге были получены следующие результаты:
Для начала был выполнен базовый метод настройки дифференциатора и основного ПИ-регулятора. Далее, использовав уже известный метод оптимизации по правилу «золотого сечения», мы добились улучшения в настройках регулятора и дифференциатора, которые, при моделировании переходных процессов, улучшили динамику работы системы. В результате проведенных расчетов и анализа значений ППК, снятых с графиков, был выбран наиболее оптимальный на мой взгляд метод настройки данной системы -метод золотого сечения(Д по МПК в ЧВ с ЗС при Тк=0,618(Тк+tу), ПИ-рег. по МЧК с ЗС). На втором этапе выполнения курсового проекта мы, используя в своих сравнениях замену передаточной функции инерционного звена на другие виды передаточной функции. Затем, используя различные методы оптимизации и настройки системы, а также модификацию ее структурной схемы, были смоделированы различные переходные процессы (представлены на рисунках в курсовом проекте) и составлены таблицы ППК. Следует отметить, что сведение значений прямых показателей качества существенно упрощает выбор и поиск оптимально настроенной системы.
В результате множества методов улучшения работы системы, можно прийти к выводу, что данная САР с Д наиболее лучше настроена при использовании параметров динамической настройки, полученных при оптимизации с использованием передаточной функции первого порядка с запаздыванием.
В результате сравнения наиболее оптимальных методов оптимизации КСАР и САР с Д, было произведено сравнение ППК при отработке различных возмущений. Сравнивая графики переходных процессов и таблицы ППК, можно сделать вывод, что САР с Д практически не отличается от КСАР .
Литература
1. Кулаков Г.Т. «Инженерные экспресс-методы расчета промышленных систем регулирования », Мн. - Вышэйшая школа 1984 г. -192 стр.
2. Кулаков Г.Т. «Анализ и синтез систем автоматического регулирования», Мн.- Технопринт 2003 г. -134 стр.
3. Кузьмицкий И.Ф., Кулаков Г.Т. «Теория автоматического управления», Мн. - БГТУ 2010 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Анализ динамических характеристик и показателей качества автоматического регулирования для одноконтурной автоматической системы регулирования с оптимальными параметрами настройки П, ПИ и ПИД регуляторов. Оптимизация двухконтурной АСР с дифференциатором.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 14.10.2013Общие сведения и определения теории автоматического управления и регулирования. Математическое описание систем, динамические характеристики звеньев и САУ. Принципы построения и расчёт систем подчинённого регулирования с последовательной коррекцией.
курс лекций [1,8 M], добавлен 04.03.2012Общая характеристика и изучение переходных процессов систем автоматического управления. Исследование показателей устойчивости линейных систем САУ. Определение частотных характеристик систем САУ и построение электрических моделей динамических звеньев.
курс лекций [591,9 K], добавлен 12.06.2012Обоснование необходимости внедрения систем автоматического регулирования температуры травильной ванны. Расчет штата работающих, планового фонда заработной платы, сметной стоимости оборудования, себестоимости продукции. Основные виды систем автоматизации.
курсовая работа [939,2 K], добавлен 19.04.2013Автоматизация производственного процесса. Исследование динамических свойств объекта регулирования и регулятора. Системы автоматического регулирования уровня краски и стабилизации натяжения бумажного полотна. Уравнение динамики замкнутой системы.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 31.05.2015Получение расчетных передаточных функций объекта. Методика расчета параметров автоматического регулирования по МПК, МПК с О, ММЧК, построение оптимальных графиков переходных процессов и оценка прямых показателей качества. Анализ полученных результатов.
курсовая работа [172,3 K], добавлен 11.04.2012Задачи использования адаптивных систем автоматического управления, их классификация. Принципы построения поисковых и беспоисковых самонастраивающихся систем. Параметры работы релейных автоколебательных систем и адаптивных систем с переменной структурой.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.05.2013Характеристика объекта управления (барабана котла), устройства и работы системы автоматического регулирования, ее функциональной схемы. Анализ устойчивости системы по критериям Гурвица и Найквиста. Оценка качества управления по переходным функциям.
курсовая работа [755,4 K], добавлен 13.09.2010Принцип работы систем автоматического регулирования. Определение передаточного коэффициента динамического звена. Построение кривой переходного процесса методом трапецеидальных вещественных характеристик. Оценка показателей качества процесса регулирования.
курсовая работа [830,2 K], добавлен 17.05.2015Порядок поверки, калибровки и аттестации приборов. Прикладные функции управления технологическим процессом. Схема автоматического регулирования соотношения дутьё-газ доменной печи. Контроль качества и анализ характеристик надежности систем автоматизации.
отчет по практике [317,5 K], добавлен 21.04.2016