Главная Коллекция "Revolution" Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника Каскадная система автоматического регулирования

Каскадная система автоматического регулирования

Проблема анализа и синтеза оптимальных систем автоматического регулирования (САР) как одна из центральных в теории автоматического управления. Методы расчета параметров оптимальной динамической настройки типовой САР. Исходные данные для моделирования.

Рубрика	Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид	курсовая работа
Язык	русский
Дата добавления	23.12.2014
Размер файла	1,1 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

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. Цель. Постановка задачи

1. Постановка задачи

2. Расчет параметров оптимальной динамической настройки типовой САР по методам БНТУ

2.1 Стабилизирующий регулятор

2.2 Корректирующий регулятор

3. Расчет настройки типовой каскадной САР по методам других авторов

3.1 Оптимизация каскадной САР по методу ВТИ (Сергиевская)

3.2 Оптимизация каскадной САР по упрощенному методу МЭИ (Ротач В. Я.)

3.3 Оптимизация каскадной САР по методу Гурецкого

4. Составление таблицы исходных данных для моделирования

5. Построение переходных процессов каскадной САР при различных входных воздействиях при различных методах настройки

6. Анализ ППК графиков переходных процессов для соответствующих возмущений с составлением таблиц ППК с выявлением оптимальных САР

7. Оптимизация динамических настроек типовой САР БНТУ с целью получения максимального качества изменяя только настройки типовой системы

7.1 Расчет оптимальных динамических настроек каскадной САР

7.2 Моделирование переходных процессов

8. Моделирование оптимальной каскадной САР с учетом добавления в схему моделирования нелинейного элемента, ограничивающий максимальную величину регулирующего воздействия, с уточнением ухудшенных ППК с ростом максимальной величины ограничения

9. Моделирование каскадной САР с ограничением и механизмом компенсации этого возмущения

10. Структурно-параметрическая оптимизация оптимальной каскадной САР на основе передаточной функции оптимального регулятора, правила "Золотого сечения" и выбранной заданной постоянной времени

10.1 Стабилизирующий регулятор

10.2 Корректирующий регулятор

Заключение

Введение. Цель. Постановка задачи

Проблема анализа и синтеза оптимальных систем автоматического регулирования (САР) является одной из центральных в теории автоматического управления. Решение этой проблемы позволяет существенно повысить экономичность, надежность, долговечность работы технологического оборудования и улучшить условия охраны окружающей среды. Теория оптимального управления позволяет установить структуры систем управления и регулирования, рассчитать оптимальные параметры их динамической настройки, которые обеспечивают предельно высокие показатели качества при учете реальных ограничений, накладываемых на переменные. В этом случае показатели качества выражаются в виде функционалов от указанных переменных, в число которых иногда входит управляющее воздействие. Оптимальная структура и параметры динамической настройки системы регулирования определяются в результате отыскивания экстремумов этих функционалов методами вариационного исчисления. Критерии оптимальности при этом могут быть весьма разнообразны. Выбор их зависит от конкретно решаемой задачи. Такими критериями служат обычно показатели динамических свойств всей системы в целом, экономичность режимов управления объектов и др. Например, в области автоматизации теплоэнергетических процессов обычно используется квадратичный интегральный критерий оптимальности при ограничении степени затухания переходного процесса или частотного показателя колебательности. Однако, определив структуру и оптимальные параметры динамической настройки системы, мы не можем знать прямые показатели качества замкнутой системы автоматического регулирования без непосредственного расчета оптимальных переходных процессов САР при основных возмущениях.

каскадная система автоматическое регулирование

1. Постановка задачи

1. Динамика объекта регулирования:

1.1

1.2 Т_оп=17,5 с

1.3 у_оп=1,8 с

1.4

1.5 Т_ин=99 с

1.6 у_ин=19,8 с

1.7 ф_у=41 с

2. Структурная схема каскадной САР:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1.1

3. Стабилизирующий регулятор:

(1.1)

4. Корректирующий регулятор:

(1.2)

5. Опережающий участок объекта регулирования:

(1.3)

6. Инерционный участок объекта регулирования:

(1.4)

7. Крайнее внешнее возмущение:

(1.5)

2. Расчет параметров оптимальной динамической настройки типовой САР по методам БНТУ

2.1 Стабилизирующий регулятор

Расчет выполняется по МЧК с различными коэффициентами Вышнеградского по передаточной функции опережающего участка объекта регулирования, направленный на оптимальную отработку внутреннего возмущения.

(2.1.1)

(2.1.2)

(2.1.3)

(2.1.4)

(2.1.5)

2.2 Корректирующий регулятор

Расчет выполняется по МПК в ЧВ с различным коэффициентом демпфирования по передаточной функции инерционного участка объекта регулирования, направленный на оптимальную отработку крайнего внешнего возмущения.

Т_к=Т_ин+у_ин=99+19,8=118,8с (2.2.1)

Т_и2=Т_к=118,8с (2.2.2)

(2.2.3)

3. Расчет настройки типовой каскадной САР по методам других авторов

3.1 Оптимизация каскадной САР по методу ВТИ (Сергиевская)

По методу ВТИ Сергиевская экспериментальные графики переходных процессов аппроксимировала по методу Кумпфмюллера, поэтому, чтобы использовать формулы ВТИ, нужно передаточные функции опережающего и инерционного участков объекта регулирования представить в следующем виде:

(3.1.1)

(3.1.2)

Аппроксимация опережающего участка и расчет стабилизирующего регулятора:

,

(3.1.3)

Т.к. , то расчет производим по следующим формулам:

(3.1.4)

Т_и1=5ф_оп=5·0,95=4,75 с (3.1.5)

Аппроксимация инерционного участка и расчет корректирующего регулятора:

,

(3.1.6)

Т.к. , то расчет производим по следующим формулам:

(3.1.4)

(3.1.5)

3.2 Оптимизация каскадной САР по упрощенному методу МЭИ (Ротач В. Я.)

Передаточные функции опережающего и инерционного участков объекта регулирования необходимо привести к передаточной функции Кумпфмюллера с нахождением численных значений времени запаздывания и времени разгона (см. п.3.1):

, ,

(3.2.1)

(3.2.2)

Оптимальные значения К и I определяем из номограммы.

Для корректирующего регулятора: К=2; I=2;

(3.2.3)

(3.2.4)

Для стабилизирующего регулятора: К=7,75; I=4

(3.2.3)

(3.2.4)

3.3 Оптимизация каскадной САР по методу Гурецкого

Передаточные функции опережающего и инерционного участков объекта регулирования необходимо привести к передаточной функции Гурецкого:

(3.3.1)

Аппроксимация опережающего участка:

, , (3.3.2)

Аппроксимация инерционного участка:

,

(3.3.3)

Метод ГУР-I:

(3.3.4)

Т_и2=ф_ин·1,484·Т^0,32=50·1,484·2,4^0,32=98, 191 с (3.3.5)

(3.3.6)

Т_и1=ф_оп·1,484·Т^0,32=0,95·1,484·21,05^0,32=3,738 с (3.3.7)

Метод ГУР-II:

(3.3.8)

(3.3.9)

(3.3.10)

(3.3.11)

4. Составление таблицы исходных данных для моделирования

Таблица 4.1

Метод

Элемент схемы

Передаточная функция W (p)

К_Рi

Т_Иi

К_Pi/Т_Иi

К_i

ф_i

Т_i

у_i

БНТУ

КР

1,449

118,8

0,0122

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

СР

2,213

6,807

0,325

-

-

-

-

ОУ ОР

-

-

-

3,5

-

17,5

1,8

ИУ ОР

-

-

-

1

41

99

19,8

ВТИ

КР

1,47

124,56

0,0118

-

-

-

-

СР

6,664

4,75

1,4

-

-

-

-

ОУ ОР

-

-

-

3,5

0,95

28

-

ИУ ОР

-

-

-

1

50

155,7

-

МЭИ

КР

2

100

0,02

-

-

-

-

СР

2,214

3,8

0,58

-

-

-

-

ОУ ОР

-

-

-

3,5

0,95

28

-

ИУ ОР

-

-

-

1

50

155,7

-

ГУР-I

КР

2,021

98, 191

0,02

-

-

-

-

СР

4,817

3,738

1,29

-

-

-

-

ОУ ОР

-

-

-

3,5

0,95

20

-

ИУ ОР

-

-

-

1

50

120

-

ГУР-II

КР

1,233

120,96

0,01

-

-

-

-

СР

3,008

19,998

0,05

-

-

-

-

ОУ ОР

-

-

-

3,5

0,95

20

-

ИУ ОР

-

-

-

1

50

120

-

5. Построение переходных процессов каскадной САР при различных входных воздействиях при различных методах настройки

График переходного процесса при отработке скачка задания:

График переходного процесса при отработке внутреннего возмущения:

График переходного процесса при отработке крайнего внешнего возмущения:

График регулирующего воздействия при отработке крайнего внешнего возмущения:

6. Анализ ППК графиков переходных процессов для соответствующих возмущений с составлением таблиц ППК с выявлением оптимальных САР
Таблица 6.1

Метод

х_зд

f₁

f₂

x_p

tp, c

у, %

ш

m

tp, c

tp, c

БНТУ

397

23,6

0,915

2

0

0,02

648

8,52

-5,47

ВТИ

357

11,2

1

1

0

0,004

509

8,58

-5,88

МЭИ

398

37,6

1

1

0

0,0123

608

8,46

-8,69

ГУР-I

456

45,6

0,868

2

0

0,006

647

8,38

-8,08

ГУР-II

258

5,6

1

1

0

0,0387

371

8,58

-4,68

1. При отработке скачка задания лучшее время регулирования (tр=258 с) и минимальную величину перерегулирования (у=5,6%) обеспечивает метод ГУР-II. Худшие значения ППК наблюдаются в методе БНТУ (tр увеличилось на 53,8%, у - на 421%). Методы ВТИ, МЭИ и ГУР-I обладают средними значениями этих параметров.

2. При отработке внутреннего воздействия минимальную величину МДОР обеспечивает метод ВТИ (. Максимальную величину МДОР обеспечивает метод ГУР-II (. Остальные методы имеют средние значения МДОР. Время регулирования во всех методах равно 0, т.к. переходные процессы не выходят из зоны нечувствительности (±5%).

3. При отработке крайнего внешнего возмущения лучшее время регулирования и минимальную величину регулирующего воздействия обеспечивает метод ГУР-II (tр=371 с, , но наибольшую МДОР (.

7. Оптимизация динамических настроек типовой САР БНТУ с целью получения максимального качества изменяя только настройки типовой системы

7.1 Расчет оптимальных динамических настроек каскадной САР

Стабилизирующий регулятор

Расчет выполняется по МЧК с различными коэффициентами Вышнеградского по передаточной функции опережающего участка объекта регулирования, направленный на оптимальную отработку внутреннего возмущения.

(7.1.1)

I). А₁=2,539 А₂=1,853

(7.1.2)

(7.1.3)

(7.1.4)

(7.1.5)

II). А₁=2,618 А₂=1,618

(7.1.6)

(7.1.7)

(7.1.8)

(7.1.9)

III). А₁=2,618 А₂=1,382

(7.1.10)

(7.1.11)

(7.1.12)

(7.1.13)

Корректирующий регулятор

Расчет выполняется по МПК в ЧВ с различным коэффициентом демпфирования по передаточной функции инерционного участка объекта регулирования, направленный на оптимальную отработку крайнего внешнего возмущения.

Т_к=Т_ин+у_ин=99+19,8=118,8с (7.1.14)

I).

Т_и2=Т_к=118,8с (7.1.15)

(7.1.16)

II).

Т_и2=Т_к=118,8с (7.1.17)

(7.1.18)

7.2 Моделирование переходных процессов

Таблица 7.2.1

Исходные данные для моделирования переходных процессов

Элемент схемы

Передаточная функция W (p)

Регулятор

Объект регулирования

о

А₁, А₂

К_рi

Т_иi

К_i

ф_у

Т_i

у_i

КР

-

1,45

118,8

-

-

-

-

-

0,724

118,8

-

-

-

-

СР

-

А₁=2,539

А₂=1,853

2,21

6,798

-

-

-

-

А₁=2,618

А₂=1,618

3,09

6,33

-

-

-

-

А₁=2,618

А₂=1,382

4,35

5,54

-

-

-

-

ОУ ОР

-

-

-

-

3,5

-

17,5

1,8

ИУ ОР

-

-

-

-

1

41

99

19,8

Графики переходных процессов:

Т.к. внутренний контур не оказывает влияния на внешний, то сперва выберем оптимальные значения коэффициентов Вышнеградского, а затем оптимальный коэффициент демпфирования.

Отработка внутреннего воздействия:

Анализ ППК:

Таблица 7.2.2

f₁

tp, c

А₁=2,539

А₂=1,853

13,23

0,37

А₁=2,618

А₂=1,618

10,18

0,29

А₁=2,618

А₂=1,382

7,76

0,22

Как видно из графиков, наилучшая отработка внутреннего возмущения происходит при коэффициентах Вышнеградского А₁=2,618 А₂=1,382. Их и возьмем за основу при выборе коэффициента демпфирования.

Отработка крайнего внешнего возмущения и регулирующее воздействие:

Таблица 7.2.2 Анализ ППК:

f₂

x_p

tp, c

756

8,52

-5,46

744

8,76

-3,09

Как видно из графиков и ППК, при значение регулирующего воздействия намного меньше, чем во втором случае, хоть качество отработки внешнего возмущения немного хуже, поэтому оптимальные настройки корректирующего регулятора будет брать при . Для повышения качества регулирования при отработке крайнего внешнего возмущения примем за целое равенство Т_к+ф_у=const и будем по правилу "Золотого сечения" уменьшать фу, увеличивая тем самым Т_к, чтобы сохранилось равенство:

Т_к+ф_у=159,8=const. (7.2.1)

1). (7.2.2)

(7.2.3)

(7.2.4)

2). (7.2.5)

(7.2.6)

(7.2.7)

3). (7.2.8)

(7.2.9)

(7.2.10)

Отработка крайнего внешнего возмущения:

Регулирующее воздействие при отработке крайнего внешнего возмущения:

Анализ ППК:

f₂

х_р

tp, c

Базовая

744

876

-3,09

ф^*_у=0,236 (Т_к+ф_у)

713

872

-3,34

ф^*_у=0,146 (Т_к+ф_у)

506

846

-5,18

ф^*_у=0,09 (Т_к+ф_у)

-

833

-8,56

8. Моделирование оптимальной каскадной САР с учетом добавления в схему моделирования нелинейного элемента, ограничивающий максимальную величину регулирующего воздействия, с уточнением ухудшенных ППК с ростом максимальной величины ограничения

Исходные данные:

1. Структурная схема:

Рис. 8.1

2. В качестве объекта регулирования возьмем опережающий участок:

(8.1)

3. Регулятор:

(8.2)

4. Крайнее внешнее возмущение:

(8.3)

Настройка линейной системы:

Настройку будем производить на оптимальную отработку крайнего внешнего возмущения

Т_и=Т_оп=17,5 с (8.4)

(8.5)

Схемы моделирования:

Моделирование процессов:

График регулирующего воздействия линейной системы при отработке скачка задания:

х_р=1,405

Численные значения для ограничения регулирующего воздействия будем выбирать по "Правилу золотого сечения":

(8.6)

(8.7)

Графики переходных процессов и регулирующих воздействий:

Отработка скачка задания

Регулирующее воздействие после НЭ

Таблица 8.1

Анализ ППК:

х_зд

tp, c

Линейная

7,4

4,4

-

а₁

19

8,7

0,868

а₂

43,6

18

0,537

Как видно, при ограничении регулирующего воздействия ухудшаются ППК переходного процесса. Например, при ограничении х_р в 0,618 раз tр увеличивается на 156,7 %, у - на 97,7 %, а при ограничении х_р в 0,382 раз tр - на 489 %, у - на 309 %.

9. Моделирование каскадной САР с ограничением и механизмом компенсации этого возмущения

1 способ: Исходные данные:

1. Структурная схема:

Рис. 9.1

2. В качестве объекта регулирования возьмем опережающий участок:

(9.1)

3. Регулятор:

(9.2)

4. Крайнее внешнее возмущение:

(9.3)

5. Для упрощения технической реализации корректирующее устройство представим в виде идеального пропорционального звена с коэффициентом К_огр.

Схемы моделирования:

Графики переходных процессов и регулирующих воздействий:

1. При ограничении регулирующего воздействия

Отработка скачка задания:

2. При ограничении регулирующего воздействия

Отработка скачка задания:

2 способ:

Схема моделирования:

Графики переходных процессов и регулирующих воздействий:

1. При ограничении регулирующего воздействия

Отработка скачка задания:

2. При ограничении регулирующего воздействия

Отработка скачка задания:

Таблица 9.1

Анализ ППК:

К_огр

х_зд

tp, c

1 способ

а₁

Без КУ

19

8,7

0,868

-5

9,34

3,8

-10

9,38

3,5

2 способ

0,000001

16,4

0

1 способ

а₂

Без КУ

43,6

18

0,537

-5

14,58

3

-10

14,51

2,3

2 способ

0,000001

16,1

3,8

Ввод корректирующего устройства с К_огр=-5 заметно улучшает ППК: tр уменьшилось на 45%, у - на 56% при ограничении хр в 0,618 раз; и tр - на 65,3%, у - на 90,5% при ограничении хр в 0,382 раз. Также видно, что реализация корректирующего устройства первым способом лучше, чем вторым.

10. Структурно-параметрическая оптимизация оптимальной каскадной САР на основе передаточной функции оптимального регулятора, правила "Золотого сечения" и выбранной заданной постоянной времени

Исходные данные:

1. Опережающий участок объекта регулирования:

(10.1)

2. Инерционный участок объекта регулирования:

(10.2)

3. Передаточная функция оптимального регулятора:

(10.3)

Вывод оптимальной структуры начинаем с оптимальной отработки внутреннего возмущения на основе передаточной функция оптимального регулятора.

10.1 Стабилизирующий регулятор

Рис 10.1

(10.4)

По передаточной функции опережающего участка выбираем структуру :

(10.5)

Подставляем формулы 10.1 и 10.5 в 10.4 и получаем:

(10.6)

Примечание 1. При выборе Т_зд1 оптимального для стабилизирующего регулятора пользуемся правилом "Золотого сечения”, принимая за целое Т^*_оп.

10.2 Корректирующий регулятор

Рис 10.2

Внутренний контур при отработке скачка задания ведет себя как инерционное звено первого порядка со временем разгона Т_зд1, т.е. внутренний контур можно представить передаточной функцией (10.5). Запишем передаточную функцию эквивалентную с учетом передаточной функции (10.5).

(10.7)

По передаточной функции эквивалентного участка выбираем структуру :

(10.8)

Передаточная функция фильтра:

(10.9)

Подставляем формулы (10.7) и (10.8) в (10.9) и получаем:

(10.10)

Конечная схема для моделирования выглядит следующим образом:

Рис 10.3

Примечание 1.

При выборе Т_зд2 оптимального для корректирующего регулятора пользуемся правилом "Золотого сечения”, принимая за целое ф_у.

Применяем правило "Золотого сечения" для выбора Т_зд1и Т_зд2.

1. а₁)

2. а₂)

3. б₁)

4. б₂)

Моделирование будем осуществлять различными с комбинациями Т_зд1 и Т_зд2, а именно:

Схемы моделирования:

Графики переходных процессов и регулирующих воздействий:

График переходного процесса при отработке скачка задания:

График переходного процесса при отработке внутреннего возмущения:

График переходного процесса при отработке крайнего внешнего возмущения:

График регулирующего воздействия при отработке крайнего внешнего возмущения:

Таблица 10.1

Анализ ППК графиков переходных процессов:

Комбинации

х_зд

f₁

f₂

x_p

tp, c

у, %

tp, c

tp, c

I

161,6

0

306

0,24

286

8,28

-499

II

115,4

0

306

0,24

242

8,02

-6,93

III

161,6

0

244

0,15

286

8,28

-4,99

IV

115,4

0

244

0,15

242

8,02

-6,93

Как видно из графиков и ППК, наилучшую отработку скачка задания, внутреннего и внешнего возмущения обеспечивает выбор и, если же большую роль играет значение регулирующего воздействия, то необходимо выбирать и

10.3 Сравнение переходных процессов схем с первым и вторым порядком инерционного участка при Т_зд1=0,382·Т_оп=6,685 с и Т_зд2=0,382·ф_у=15,662 с

(10.3.1)

Схема моделирования

Графики переходных процессов

Отработка скачка задания:

Отработка крайнего внешнего возмущения:

Регулирующее воздействие при отработке крайнего внешнего возмущения:

Таблица 10.3.1

Анализ ППК:

х_зд

f₂

х_р

tp, c

ш

m

tp, c

1-й порядок

124

0

1

0

350

782

-7,07

2-й порядок

92

0

1

0

324

787

-33,9

При замене в схеме инерционного участка первого порядка на второй улучшает время регулирования (на 25,8% при отработке скачка задания и на 7,4% при отработке крайнего внешнего возмущения), но значительно увеличивает регулирующее воздействие (на 479,5%).

Заключение

Сравнив типовые каскадные САР, настроенные по методам БНТУ, ВТИ, МЭИ, ГУР-I и ГУР-II, было выявлено, что наилучшими ППК обладает метод ГУР-II: при отработке скачка задания tp=258 с и у=5,6%, что лучше метода БНТУ на 53,8% и 421% соответственно; при отработке внутреннего возмущения, также как и в методе БНТУ, tp=0 с; при отработке крайнего внешнего возмущения tp=371 с, что лучше метода БНТУ на 74%, однакобольше БНТУ на 6% и составляет 858%.

Для дальнейшего улучшения ППК была проведена структурно-параметрическая оптимизация каскадной САР на основе формулы оптимального регулятора. После чего были достигнуты следующие результаты: при отработке скачка задания tp=115,4 с и у=0%, что меньше на 55,3% и 560% типовой системы соответственно; при отработке крайнего внешнего возмущения tp=242 с и =802%.

Т.о. при структурно-параметрической оптимизации были достигнуты наилучшие ППК.

Размещено на Allbest.ru
...

курсовая работа "Каскадная система автоматического регулирования" скачать

Подобные документы

Разработка системы автоматического регулирования
Знакомство с основными этапами разработки системы автоматического регулирования. Особенности выбора оптимальных параметров регулятора. Способы построения временных и частотных характеристик системы автоматического регулирования, анализ структурной схемы.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.05.2013

Синтез системы автоматического регулирования (САР)
Системы автоматического регулирования (САР) с последовательной и параллельной коррекцией. Особенности синтеза САР "в большом" и "в малом". Варианты решающих цепей. Схемы включения и настройки. Синтез САР из условия минимума резонансного максимума.

лекция [792,0 K], добавлен 28.07.2013

Расчет системы автоматического регулирования (САР)
Определение передаточных функций звеньев системы автоматического регулирования (САР). Оценка устойчивости и исследование показателей качества САР. Построение частотных характеристик разомкнутой системы. Определение параметров регулятора методом ЛАЧХ.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.05.2013

Исследование двухконтурной системы автоматического регулирования
Анализ и синтез линейных двухконтурных систем автоматического регулирования (САР), построенных по принципу систем подчинённого регулирования с последовательной коррекцией. Составление схемы оптимальной двухконтурной статической и астатической САР.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 11.12.2013

Разработка систем автоматического регулирования с использованием логарифмических частотных характеристик
Освоение методики анализа и синтеза систем автоматического регулирования с использованием логарифмических частотных характеристик и уточненных расчетов на ЭВМ. Выбор параметров параллельного корректирующего устройства. Анализ устойчивости системы.

курсовая работа [92,3 K], добавлен 14.07.2013

Синтез регуляторов в системе автоматического регулирования методом расширенных частотных характеристик
Метод расширенных частотных характеристик. Обзор требований к показателям качества. Компьютерные методы синтеза систем автоматического регулирования в среде Matlab. Построение линии равного затухания системы. Определение оптимальных настроек регулятора.

лабораторная работа [690,0 K], добавлен 30.10.2016

Функционально-структурный анализ системы автоматического управления (регулирования) технического объекта
Функциональная зависимость между входными и выходными параметрами как основная цель автоматического управления техническими системами. Система автоматического регулирования угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя, алгоритмы функционирования.

курсовая работа [2,4 M], добавлен 19.11.2012

Расчет и проектирование системы автоматического регулирования
Описание системы автоматического контроля и регулирования уровня воды в котле. Выбор регулятора и определение параметров его настройки. Анализ частотных характеристик проектируемой системы. Составление схемы автоматизации управления устройством.

курсовая работа [390,0 K], добавлен 04.06.2015

Исследование узлов и систем автоматического регулирования
Системы автоматического регулирования (САР), их виды и элементарные звенья. Алгебраические и графические критерии устойчивости систем. Частотные характеристики динамических звеньев и САР. Оценка качества регулирования, коррекция автоматических систем.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.02.2013

Характеристика дискретных систем автоматического управления
Дискретные системы автоматического управления как системы, содержащие элементы, которые преобразуют непрерывный сигнал в дискретный. Импульсный элемент (ИЭ), его математическое описание. Цифровая система автоматического управления, методы ее расчета.

реферат [62,3 K], добавлен 18.08.2009

Исследование линейных и нелинейных систем управления
Непрерывная система регулирования, состоящая из объекта регулирования, автоматического регулятора и нелинейной системы, включающей нелинейное звено. Возможность возникновения автоколебаний. Моделирование нелинейной системы автоматического регулирования.

курсовая работа [825,9 K], добавлен 13.11.2009

Решение задач синтеза и анализа систем автоматического управления (САУ) конкретными техническими объектами на базе современных методов и с использованием вычислительной техники
Проектирование систем автоматического управления (САУ), методы их расчетов. Коэффициенты усиления в прямом канале управления, передачи обратных модальных связей, обеспечивающих показатели качества замкнутой САУ. Переходные процессы синтезированной САУ.

курсовая работа [1,2 M], добавлен 06.04.2013

Разработка следящей системы
Рассмотрение особенностей современной теории автоматического регулирования. Характеристика двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Следящая система как устройство автоматического регулирования: основные функции, анализ принципиальной схемы.

курсовая работа [2,2 M], добавлен 25.03.2013

Синтез и анализ линейных систем автоматического управления
Выполнение синтеза и анализа следящей системы автоматического управления с помощью ЛАЧХ и ЛФЧХ. Определение типов звеньев передаточных функций системы и устойчивости граничных параметров. Расчет статистических и логарифмических характеристик системы.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 01.12.2010

Схемы систем автоматического регулирования
Передаточные функции, используемые в функциональной схеме. Сравнивающее суммирующее устройство. Структурная и функциональная схемы систем автоматического регулирования. Анализ управляемости и наблюдаемости. Выбор критерия оптимальности и ограничений.

контрольная работа [535,2 K], добавлен 20.12.2012

Система автоматического регулирования
Описание основных этапов решения задач о синтезе регуляторов. Применение законов П- и И-регулирования в автоматических системах. Сущность области допустимых значений переходной функции. Требования, предъявляемые к системам автоматического регулирования.

контрольная работа [597,7 K], добавлен 11.05.2012

Исследование системы автоматического регулирования с цифровым регулятором
Расчет и моделирование системы автоматического управления. Дискретная передаточная функция объекта с учетом заданных параметров. Вычисление основных параметров цифрового регулятора. Уравнение разницы регулятора. Результаты моделирования системы.

лабораторная работа [69,9 K], добавлен 18.06.2015

Проектирование систем автоматического регулирования на персональном компьютере
Система автоматического регулирования для объекта управления. Принципиальные схемы устройства сравнения и регулятора. Передаточные функции системы. Оптимальные параметры регулятора по минимуму линейной и квадратической интегральной оценки ошибки.

курсовая работа [778,0 K], добавлен 27.08.2012

Импульсные и цифровые системы авторегулирования
Характеристика импульсных и цифровых систем, влияние квантования по уровню на процессы в САР. Формирование систем регулирования на основе аналитических методов. Способы расчета и анализа нелинейных систем автоматического регулирования.

реферат [594,7 K], добавлен 30.03.2011

Синтез системы автоматического регулирования
Описание структурной схемы и оценка устойчивости нескорректированной системы. Осуществление синтеза и разработка проекта корректирующего устройства для системы автоматического регулирования температуры подаваемого пара. Качество процесса регулирования.

курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.08.2012

Другие документы, подобные "Каскадная система автоматического регулирования"

главная

рубрики

по алфавиту

вернуться в начало страницы

вернуться к началу текста

вернуться к подобным работам

Рубрики

По алфавиту

Закачать файл

Заказать работу

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

Метод	Элемент схемы	Передаточная функция W (p)	К_Рi	Т_Иi	К_Pi/Т_Иi	К_i	ф_i	Т_i	у_i
БНТУ	КР		1,449	118,8	0,0122	-	-	-	-
						-	-	-	-
						-	-	-	-
	СР		2,213	6,807	0,325	-	-	-	-
	ОУ ОР		-	-	-	3,5	-	17,5	1,8
	ИУ ОР		-	-	-	1	41	99	19,8
ВТИ	КР		1,47	124,56	0,0118	-	-	-	-
	СР		6,664	4,75	1,4	-	-	-	-
	ОУ ОР		-	-	-	3,5	0,95	28	-
	ИУ ОР		-	-	-	1	50	155,7	-
МЭИ	КР		2	100	0,02	-	-	-	-
	СР		2,214	3,8	0,58	-	-	-	-
	ОУ ОР		-	-	-	3,5	0,95	28	-
	ИУ ОР		-	-	-	1	50	155,7	-
ГУР-I	КР		2,021	98, 191	0,02	-	-	-	-
	СР		4,817	3,738	1,29	-	-	-	-
	ОУ ОР		-	-	-	3,5	0,95	20	-
	ИУ ОР		-	-	-	1	50	120	-
ГУР-II	КР		1,233	120,96	0,01	-	-	-	-
	СР		3,008	19,998	0,05	-	-	-	-
	ОУ ОР		-	-	-	3,5	0,95	20	-
	ИУ ОР		-	-	-	1	50	120	-

Метод	х_зд	f₁	f₂	x_p
	tp, c	у, %	ш	m	tp, c		tp, c
БНТУ	397	23,6	0,915	2	0	0,02	648	8,52	-5,47
ВТИ	357	11,2	1	1	0	0,004	509	8,58	-5,88
МЭИ	398	37,6	1	1	0	0,0123	608	8,46	-8,69
ГУР-I	456	45,6	0,868	2	0	0,006	647	8,38	-8,08
ГУР-II	258	5,6	1	1	0	0,0387	371	8,58	-4,68

Элемент схемы	Передаточная функция W (p)	Регулятор	Объект регулирования
		о	А₁, А₂	К_рi	Т_иi	К_i	ф_у	Т_i	у_i
КР			-	1,45	118,8	-	-	-	-
			-	0,724	118,8	-	-	-	-
СР		-	А₁=2,539 А₂=1,853	2,21	6,798	-	-	-	-
			А₁=2,618 А₂=1,618	3,09	6,33	-	-	-	-
			А₁=2,618 А₂=1,382	4,35	5,54	-	-	-	-
ОУ ОР		-	-	-	-	3,5	-	17,5	1,8
ИУ ОР		-	-	-	-	1	41	99	19,8

	f₂	х_р
	tp, c
Базовая	744	876	-3,09
ф^*_у=0,236 (Т_к+ф_у)	713	872	-3,34
ф^*_у=0,146 (Т_к+ф_у)	506	846	-5,18
ф^*_у=0,09 (Т_к+ф_у)	-	833	-8,56

	х_зд
	tp, c
Линейная	7,4	4,4	-
а₁	19	8,7	0,868
а₂	43,6	18	0,537

		К_огр	х_зд
			tp, c
1 способ	а₁	Без КУ	19	8,7	0,868
		-5	9,34	3,8
		-10	9,38	3,5
2 способ		0,000001	16,4	0
1 способ	а₂	Без КУ	43,6	18	0,537
		-5	14,58	3
		-10	14,51	2,3
2 способ		0,000001	16,1	3,8

Комбинации	х_зд	f₁	f₂	x_p
	tp, c	у, %	tp, c		tp, c
I	161,6	0	306	0,24	286	8,28	-499
II	115,4	0	306	0,24	242	8,02	-6,93
III	161,6	0	244	0,15	286	8,28	-4,99
IV	115,4	0	244	0,15	242	8,02	-6,93

Каскадная система автоматического регулирования

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Введение. Цель. Постановка задачи

1. Постановка задачи

1. Динамика объекта регулирования:

1.1

1.2 Топ=17,5 с

1.3 уоп=1,8 с

1.4

1.5 Тин=99 с

1.6 уин=19,8 с

1.7 фу=41 с

2. Структурная схема каскадной САР:

Рис. 1.1

3. Стабилизирующий регулятор:

(1.1)

4. Корректирующий регулятор:

(1.2)

5. Опережающий участок объекта регулирования:

(1.3)

6. Инерционный участок объекта регулирования:

(1.4)

7. Крайнее внешнее возмущение:

(1.5)

2. Расчет параметров оптимальной динамической настройки типовой САР по методам БНТУ

2.1 Стабилизирующий регулятор

(2.1.1)

(2.1.2)

(2.1.3)

(2.1.4)

(2.1.5)

2.2 Корректирующий регулятор

Тк=Тин+уин=99+19,8=118,8с (2.2.1)

Ти2=Тк=118,8с (2.2.2)

(2.2.3)

3. Расчет настройки типовой каскадной САР по методам других авторов

3.1 Оптимизация каскадной САР по методу ВТИ (Сергиевская)

(3.1.1)

(3.1.2)

Аппроксимация опережающего участка и расчет стабилизирующего регулятора:

,

(3.1.3)

Т.к. , то расчет производим по следующим формулам:

(3.1.4)

Ти1=5фоп=5·0,95=4,75 с (3.1.5)

Аппроксимация инерционного участка и расчет корректирующего регулятора:

,

(3.1.6)

Т.к. , то расчет производим по следующим формулам:

(3.1.4)

(3.1.5)

3.2 Оптимизация каскадной САР по упрощенному методу МЭИ (Ротач В. Я.)

, ,

(3.2.1)

(3.2.2)

Оптимальные значения К и I определяем из номограммы.

Для корректирующего регулятора: К=2; I=2;

(3.2.3)

(3.2.4)

Для стабилизирующего регулятора: К=7,75; I=4

(3.2.3)

(3.2.4)

3.3 Оптимизация каскадной САР по методу Гурецкого

Передаточные функции опережающего и инерционного участков объекта регулирования необходимо привести к передаточной функции Гурецкого:

(3.3.1)

Аппроксимация опережающего участка:

, , (3.3.2)

Аппроксимация инерционного участка:

,

(3.3.3)

Метод ГУР-I:

(3.3.4)

Ти2=фин·1,484·Т0,32=50·1,484·2,40,32=98, 191 с (3.3.5)

(3.3.6)

Ти1=фоп·1,484·Т0,32=0,95·1,484·21,050,32=3,738 с (3.3.7)

Метод ГУР-II:

(3.3.8)

(3.3.9)

(3.3.10)

(3.3.11)

1.2 Т_оп=17,5 с

1.3 у_оп=1,8 с

1.5 Т_ин=99 с

1.6 у_ин=19,8 с

1.7 ф_у=41 с

Т_к=Т_ин+у_ин=99+19,8=118,8с (2.2.1)

Т_и2=Т_к=118,8с (2.2.2)

Т_и1=5ф_оп=5·0,95=4,75 с (3.1.5)

Т_и2=ф_ин·1,484·Т^0,32=50·1,484·2,4^0,32=98, 191 с (3.3.5)

Т_и1=ф_оп·1,484·Т^0,32=0,95·1,484·21,05^0,32=3,738 с (3.3.7)

I). А₁=2,539 А₂=1,853

II). А₁=2,618 А₂=1,618

III). А₁=2,618 А₂=1,382

Т_к=Т_ин+у_ин=99+19,8=118,8с (7.1.14)

Т_и2=Т_к=118,8с (7.1.15)

Т_и2=Т_к=118,8с (7.1.17)

Т_и=Т_оп=17,5 с (8.4)

х_р=1,405