Данная работа содержит вариант расчёта комбинированной сау выбор передаточной функции объекта управления, выбор параметров настроек регулятора и комп (стр. 1 из 4)

Аннотация.

Данная курсовая работа содержит вариант расчёта комбинированной САУ (выбор передаточной функции объекта управления, выбор параметров настроек регулятора и компенсатора и расчёт НЦУ). Пояснительная записка выполнена в программном приложении Microsoft Word. К работе прилагаются все необходимые графики.

The summary.

The given course activity contains version of calculation of a combined ACS (selection of a transfer function of object of control, selection of parameters of adjustments of the regulator both compensator and calculation DNC). The explanatory slip is executed in the programmatic appendix Microsoft Word. To activity all indispensable schedules are appended.

Содержание.

Введение………………………………………………………….………….стр.2

1. Идентификация объекта управления по экспериментальной переходной

характеристике …………………………………………………………..……..стр.3

1.1. Аппроксимация переходной характеристики объекта по

регулирующему каналу…………………………………………………………стр.3

1.2. Аппроксимация переходной характеристики объекта по

возмущающему каналу………………………………………………………….стр.6

2. Выбор ПИ-алгоритма управления и расчёт параметров ПИ-регулятора…….стр.9

3. Получение передаточной функции физически реализуемого компенсатора..стр.13

4. Расчёт переходных процессов в САУ на ПЭВМ ……..…………………..……стр.15

5. Определение показателей качества ……………………………………………..стр.17

6. НЦУ ……………………………………………………………………………….стр.19

7. Список используемой литературы………………………………………………стр.24

Введение.

Промышленные объекты управления, как правило, представляют собой сложные агрегаты со многими входными и выходными величинами, характеризующими технологический процесс. Зависимости выходных величин от входных, как правило, нелинейные, и изменение одной из них приводит к изменению других. Таким образом, создаётся сложная система взаимозависимостей, которую трудно, а подчас и невозможно строго математически описать.

Задачу можно существенно упростить, если считать зависимости выходных величин от входных линейными или линеаризуемыми в окрестностях малых отклонений от статических, рабочих режимов объекта. Поскольку при устойчивой работе автоматической системы регулирования (АСР) отклонения параметров в системе малы, такая линеаризация почти всегда оказывается допустимой. Кроме того, сложные объекты часто можно разбить на отдельные «регулируемые участки» («каналы»), взаимным влиянием отдельных каналов друг на друга можно пренебречь и рассматривать их как самостоятельные.

1. Идентификация объекта управления по экспериментальной переходной характеристике.

1.1. Аппроксимация переходной характеристики объекта по регулирующему каналу.

Исследуемый объект по каналу регулирования является объектом с самовыравниванием (рис.1.1). Объекты с самовыравниванием аппроксимируют дробно-рациональными передаточными функциями с введением звена запаздывания [1]:

, (1.1)

где К_об – коэффициент передачи; t - время запаздывания; Т_о – постоянная времени.

Простейшим частным случаем оператора (1.1), имеющим в инженерной практике наибольшее применение, является передаточная функция вида:

. (1.2)

Проведём касательную к экспериментальной переходной характеристике в точке перегиба с координатами (h_п; t_п) (рис.1.1). Определим параметры передаточной функции:

К_об = h_уст = 1,6; t_о = 2,2с; Т_о = 10,1с; h_п = 0,4; t_п = 4,85с.

В этом случае передаточная функция принимает вид:

Параметры передаточной функции могут быть найдены следующим образом. Обозначив

, получим:

(1.3)

Из (1.3) определяются параметры аппроксимирующей характеристики:

Т_a = (1 - b)Т_о; (1.4)

. (1.5)

В нашем случае:

;

Т_a = (1 – 0,25)×10,1 = 7,54с;

После подстановки параметров передаточная функция примет вид:

Более точную аппроксимацию переходной функции ОУ даёт передаточная функция вида:

. (1.6)

Для определения параметров передаточной функции используем

специальную номограмму [1].

По номограмме по известному значению

находим:

Из данных отношений определяем параметры передаточной функции:

Так как t_па< t_п (t_п = 4,85с), то при аппроксимации следует учесть запаздывание:

t_а = t_п – t_па = 4,85 – 3,88 = 0,97с. И тогда третья аппроксимирующая функция будет иметь вид:

При условии b = 0,265 в выражении (1.6) постоянная времени Т_a1 = Т_a2. В этом случае (Т_a= Т_a1 = Т_a2) аппроксимирующее выражение имеет вид:

, (1.7)

где

; t_п – переходное запаздывание, t_п = 0,107×Т_о.

Определим значения параметров передаточной функции:

1,08с;

Итак, четвертая аппроксимирующая функция имеет вид:

Графики всех аппроксимирующих функций, а также график

экспериментальной переходной характеристики представлены на рис.1.1.

Вычислим погрешности аппроксимации всех четырёх функций. Погрешность аппроксимации может быть найдена по формуле:

, (1.8)

где S_A,i – площадь, заключённая между экспериментальной и i-той кривой; S_исх – площадь под экспериментальной кривой.

Из расчётов видно, что наименьшую погрешность аппроксимации даёт функция W_об,4(р). Следовательно, она наилучшим образом аппроксимирует экспериментальную характеристику.

1.2. Аппроксимация переходной характеристики объекта по возмущающему каналу.

Исследуемый объект по возмущающему каналу также является объектом с самовыравниванием (рис.1.2). Поэтому первая аппроксимирующая передаточная функция примет форму оператора (1.2).

Проведём касательную к экспериментальной переходной характеристике в точке перегиба с координатами (h_п; t_п) (рис.1.2). Определим параметры передаточной функции:

К_об = h_уст = 1,45; t_о = 4,5с; Т_о = 14,15с; h_п = 0,35; t_п = 8с.

В этом случае передаточная функция принимает вид:

Параметры передаточной функции могут быть найдены следующим образом.

Обозначив

и используя формулы (1.3), (1.4), (1.5), найдём параметры передаточной функции:

;

Т_a = (1 – 0,24)×14,15 = 10,75с;