5.2. Алгоритм моделирования цифровых сау с учетом квантования времени.

• Рассмотрим методику моделирования цифровых систем управления с учетом формирования управления.

• В простейшем случае за один шаг модельного времени примем:

• параметр NT – интервал времени в шагах моделирования для расчета Tk,

• j – счетчик для оценки временного интервала квантования.

Модель состоит из двух частей:

1. Формирования расчета управляющего воздействия с учетом квантования по времени.

2. Модели моделирования квазинепрерывной части системы.

Билет 6.Рассмотрим структурную схему цифровой системы управления автопилотом самолета с учетом нелинейных составляющих.

• Система управления содержит задатчик курса S, формирующий заданное значение курса самолета Q^зад_г .

• Блок сравнения формирует сигнал ошибки x(t) как разность между заданным значением и измеренным значением

• x(t) = Q^зад_г - Q_г где Q_г – измеренное значение курса.

Схема включает бортовую управляющую машину БУЭВМ, которая реализует дискретный алгоритм управления, для формирования управляющего воздействия на

Интервале квантования Тк, где U(t) – управляющее воздействие на исполнительные устройства самолета. Таймер УЭВМ с интервалом квантования Тк реализует подключение ЭВМ с помощью АЦП и ЦАП.

На основании анализа динамических свойств конкретных элементов входящих в систему управления получены следующие передаточные функции элементов:

• При программировании реальной модели системы необходимо моделировать линейную часть системы (инерционные звенья), например, методом Эйлера или модифицированным методом Эйлера.

• Колебательные звенья приводятся к системам дифференциальных уравнений первого порядка и решаются методом Рунге-Кутта.

Схема сборки ИМ.

Билет 7.1. Пропорциональный закон (п):

U (t) = Кр * X (t),

Где Кр – коэффициент передачи.

2. Интегральный закон (И):

U (t) = 1/ Ти * ò X(t)*dt,

Где Ти – постоянная времени интегрирования (время изодрома).

3. Пропорционально – интегральный закон (ПИ):

U (t) = KP * ( X (t) + 1/ Ти * ò X(t)*dt).

4. Пропорционально – интегрально - дифференциальный закон (ПИД):

U (t) = KP * ( X (t) + 1/ Ти * ò X(t)*dt + ТД*dX(t)/dt).

ТД – время предварения.

2. Реализация дискретных алгоритмов управления

При реализации дискретных алгоритмов управления примем следующие обозначения:

Y[N] =Y[NH] - значение выходного сигнала в дискретный момент времени tn = NH, где H – период квантования по времени,

X[N] - значение сигнала ошибки в дискретный момент времени tn = NH,

X[N-1] - значение сигнала ошибки в дискретный момент времени t(n-1) = (N-1)H.

X[N-2] - значение сигнала ошибки в дискретный момент времени t(n-2) = (N-2)H.

• Формирование П – закона управления в полных переменных:

U[N] = К 1 *X[N],

где К 1 – параметр настройки, коэффициент пропорциональности.

• Формирование П – закона управления в приращениях:

U[n] = U [n-1] + K11*( X[N] - X[N - 1] ).

• Формирование ПИ – закона управления в полных переменных:

U[N] = К1 * X[N] + K2*å X[i],

Где К1- коэффициент пропорциональности,

K2 – параметр настройки. K2 =H/ Tи.

• Формирование ПИ – закона управления в приращениях:

U[N] = U[N-1] + K11* (X[N] - X[N - 1] ) + K22 * X[N]

Где K11- коэффициент приращения пропорциональной составляющей,

K22 - параметр настройки приращения интегральной составляющей.

Стандартный пропорционально- интегрально – дифференциальный алгоритм управления

• ПИД – алгоритм управления в полных переменных

• Функциональные возможности:

• - формирование ПИД – алгоритма управления по сигналу рассогласования X[N] в полных переменных.

ПИД – алгоритм управления в полных переменных

U[N] = К 1* X[N] + K2*å X[i] + K3*( X[N] - X[N - 1] )

• где К1 - параметр настройки, коэффициент пропорциональности;

• K2 – параметр настройки. K2 =H/ Tи.

• Tи- параметр настройки, постоянная времени интегрирования;

• K3= Tд / H - параметр настройки, Tд - постоянная времени дифференцирования.

ПИД – алгоритм управления в приращениях.

• Функциональные возможности:

• - формирование ПИД – алгоритма управления по сигналу рассогласования на текущем значении дискретного сигнала ошибки X[N] и предыдущем значении дискретного сигнала ошибки X[N - 1] в приращениях.

• Дискретное описание:

• U[N] = U[N-1] + K11*( X[N] - X[N - 1] ) + K22 *( X[N]) + K33*( ΔX[N] - ΔX[N - 1] ),

• где ΔX[N] = X[N] - X[N - 1],

• ΔX[N - 1] = X[N - 1] - X[N - 2]

• где К11 - параметр настройки, коэффициент пропорциональности;

• K22 – параметр настройки. K22 =H/ Tи.

• Tи - параметр настройки, постоянная времени интегрирования;

• K33= Tд / H - параметр настройки, Tд - постоянная времени дифференцирования.