3 Настройка регулятора и построение переходного процесса

3.1 Определение оптимальных параметров настройки регуляторов по динамическим параметрам объекта

Схема конфигураций алгоритмов для моделирования ОУ представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 – Схема конфигураций алгоритмов для ОУ с самовыравниванием и транспортным запаздыванием

Таблица 3.1. – Состав конфигураций

№ алгоблока	Код алгоритма	Название алгоритма	Модификатор	Масштаб времени
01	20	РАН	–	00
02	55	МСШ	01	–
03	55	МСШ	01	–
04	35	ФИЛ	–	00
05	35	ФИЛ	–	00

Таблица 3.2. – Конфигурация алгоблоков

№ алгоблока приемника	№ входа алгоблока приемника	Инверсия	№ алгоблока источника	№ выхода алгоблока источника
02	01	т.п.	01	01
03	01	т.п.	02	01
04	01	т.п.	03	01
05	01	т.п.	04	01
01	02	т.п.	05	01

Таблица 3.3. Настройка алгоблоков

№ алгоблока	Название Алгоритма	№ настроечного входа	Название параметра настройки	Численные значения
01	РАН	01	ХЗ	50,60
02	МСШ	02	Км	1
03	МСШ	02	Коэф.об	0,7
04	ФИЛ	02	Пост вр	120
05	ФИЛ	02	Пост вр	38
01	РАН	06	Коэф.пропорц	3,1
01	РАН	07	Пост. Врем интег	74
01	РАН	08	Коэфдифферен	05
01	РАН	09	Уров.огран по макс	100
01	РАН	10	Уров.огран по мин	0

Реализуя ПИД–закон управления, при формировании управляющего сигнала, регулятор учитывает не только величину, но и скорость изменения отклонения от задания. Зависимость междувходной и выходной величинами ПИД–регулятора имеет вид:

или

где:

– время предварения, параметр настройки дифференциальной части ПИД–регулятора.

Физически – время, в течение которого угол поворота вала ИМ, под действием дифференцирующей части, удваивается пропорциональной.

Данный регулятор имеет три параметра динамической настройки: ,,. Наличие дифференциальной части в ПИД–регуляторе повышает быстродействие системы и снижает ошибку регулирования в переходных режимах, но никак не сказывается на работе САУ в установившихся режимах.

По методу оптимума по модулю (ОМ) были определены оптимальные значения параметров динамической настройки регуляторов:

;

с

;

где - коэффициент передачи регулятора;

– время изодрома;

- коэффициент дифференцирования.

3.2 Построение переходного процесса в контуре автоматического регулирования

После определения значений настроечных параметров автоматического регулятора, необходимо получить непосредственно график переходного процесса. В основном интерес представляет характер процесса, который происходит при возмущающем воздействии в форме скачка. Это более тяжело переносится системой автоматического регулирования, чем плавно изменяющееся воздействие.

Основными требованиями, которым должен удовлетворять оптимальный процесс регулирования являются:

• интенсивное затухание переходного процесса;

• максимальное отклонение регулируемой величины должно быть наименьшим;

• минимальная продолжительность переходного процесса.

Рисунок 9 – Переходный процесс при изменении выходного сигнала

Время достижения первого заданного значения:

Время регулирования:

Статическая ошибка регулирования: ;

Перерегулирование: ;

0	10	110	56,21	205	59,22	300	60,58	395	60,49	490	60,04
20	54,14	115	56,38	210	59,38	305	60,6	400	60,47	495	60,02
25	54,17	120	56,53	215	59,49	310	60,63	405	60,44	500	60
30	54,3	125	56,71	220	59,58	315	60,64	410	60,43	505	60
35	54,62	130	56,89	225	59,69	320	60,65	415	60,41	510	59,99
40	54,65	135	57,03	230	59,79	325	60,65	420	60,4	515	59,98
45	54,69	140	57,28	235	59,88	330	60,65	425	60,37	520	59,97
50	54,71	145	57,43	240	59,97	335	60,65	430	60,35	525	59,96
55	54,77	150	57,64	245	60,05	340	60,66	435	60,33	530	59,96
60	54,84	155	57,83	250	60,13	345	60,65	440	60,31	535	59,94
65	54,93	160	57,99	255	60,19	350	60,65	445	60,29	540	59,94
70	55,04	165	58,14	260	60,29	355	60,64	450	60,26	545	59,93
75	55,15	170	58,3	265	60,31	360	60,63	455	60,25	550	59,93
80	55,29	175	58,42	270	60,36	365	60,62	460	60,22	555	59,93
85	55,43	180	58,55	275	60,41	370	60,6	465	60,2	560	59,93
90	55,55	185	58,66	280	60,46	375	60,58	470	60,15	-	-
95	55,74	190	58,83	285	60,49	380	60,57	475	60,11	-	-
100	55,88	195	58,98	290	60,53	385	60,54	480	60,1	-	-

Таблица 3.1.1– Экспериментальные данные

Таблица 3.1.2. – Расчетные данные при воздействии возмущения

0	60	100	60,35	200	56,66	300	56,97	400	58,75	500	60,13
5		105	60,01	205	56,52	305	57,01	405	58,91	505	60,16
10	67,87	110	59,71	210	56,59	310	57,12	410	59	510	60,24
15	67,51	115	59,38	215	56,55	315	56,2	415	59,06	515	60,26
20	67,29	120	59,13	220	56,54	320	56,28	420	59,15	520	60,3
25	66,09	125	58,83	225	56,53	325	56,37	425	59,25	525	60,32
30	66,04	130	58,63	230	56,54	330	56,45	430	59,32	530	60,36
35	65,8	135	58,38	235	56,55	335	56,54	435	59,39	535	60,37
40	65,36	140	58,15	240	56,56	340	56,64	440	59,46	540	60,4
45	64,84	145	57,93	245	56,59	345	56,73	445	59,53	545	60,41
50	64,39	150	57,75	250	56,6	350	56,83	450	59,59	550	60,42
55	63,91	155	57,58	255	56,62	355	56,93	455	59,65	555	60,43
60	63,41	160	57,36	260	56,66	360	58,03	460	59,71	560	60,43
65	63,91	165	57,2	265	56,68	365	58,11	465	59,77	565	60,43
70	62,54	170	57,09	270	56,61	370	58,22	470	59,82	570	60,43
75	62,14	175	57	275	56,7	375	58,36	475	59,87	-	-
80	61,84	180	56,91	280	56,81	380	58,48	480	59,92	-	-
85	61,45	185	56,83	285	56,84	385	58,58	485	59,98	-	-
90	61,03	190	56,77	290	56,89	390	58,69	490	60,03	-	-
95	60,74	195	56,71	295	56,92	395	58,76	495	60,08	-	-

Рисунок 10 – Переходный процесс при воздействии возмущения