TAU-lab_rab_5
.docxФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Омский государственный технический университет
Кафедра автоматизации и робототехники
Отчет по домашнему заданию №5
по дисциплине «Теория автоматического управления»
«Исследование влияния периода квантования сигнала на динамические параметры системы»
Вариант 1 (блок 2)
Проверила:
ст. пр. каф. АРТ
___________ Тоцкая И.В.
Выполнила:
ст. гр. БМТ-419
__________ Садкина А.А.
Омск 2012
Задание №5
-
Цель работы и использованные при ее выполнении технические и программные средства
Цель: исследовать влияние периода квантования сигнала по времени на работу системы автоматического терморегулирования с цифровым регулятором и определить критическое значение периода квантования сигнала, при достижении которого система становится неустойчивой.
Использованные средства: программный пакет Simulink программы MATLAB 7.9.
2. Исходные данные для выполнения задания
Исходными данными в данной работе служит математическая MATLAB-модель системы терморегулирования, полученная в задании 4 в виде структурной схемы, изображенной на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная схема системы автоматического терморегулирования
3. Ввод модели
В системе, полученной в четвертом задании (рис.1), заменяем аналоговый регулятор на цифровой (программируемый контроллер) – Discrete PID Controller и добавляем импульсное звено – Zero-Order Hold. В результате получим систему, которая представлена на рис.2.
Рис. 2. Структурная схема системы с заменой на цифровой регулятор
Настроим коэффициенты Discrete PID Controller:
Рис. 3. Настройка цифрового регулятора
Изменяя период квантования (Zero-Order Hold → Parameters → Sample Time), мы получаем различные графики переходных процессов. При периоде квантования, превышающем Тквс, переходный процесс расходится и система регулирования уровня теряет устойчивость (рис.4). Таким образом, указанное значение периода квантования сигнала является критическим для исследуемой системы.
Рис. 4. Переходный процесс в системе при Tкв=264 с
При периоде квантования равном 20cТкв263 с получаем сходящийся колебательный переходный процесс (присутствует перерегулирование) (рис.5,6).
Рис. 5. Переходный процесс в системе при Tкв=264 с
При снижении периода квантования до Ткв19с получаем апериодический переходный процесс с отсутствующим перерегулированием(рис.7, 8).
Рис.6. Переходный процесс в системе при Tкв=20 с
Рис.7. Переходный процесс в системе при Tкв=19 с
Рис.8. Переходный процесс в системе при Tкв=1 с
4. Заключение
В данной работе была произведена замена аналогового регулятора на цифровой и исследовано влияние на работу системы периода квантования сигнала по времени.
Критическим значением периода квантования сигнала является Ткр=264с. При достижении критического значения квантования сигнала система становится неустойчивой. При периоде квантования 20сТкв3с в системе появляется перерегулирование, процесс носит колебательный характер. При периоде квантования Tкв9с система обладает апериодическим переходным процессом без перерегулирования.
Таким образом, увеличение периода квантования сигнала по времени приводит к ухудшению качества переходного процесса в системе. Период квантования сигнала по времени в данной системе регулирования уровня не должен превышать рекомендуемого максимально допустимого значения (Tкв=19c).