3.5. Реакция модели при возбуждении ступенчатым возмущающем воздействии

Графики переходных процессов e(t) (оранжевый), у(t) (синий), х(t) (зеленый) при возбуждении системы ступенчатым возмущающем воздействии представлены на рисунке 15.

Рисунок 15 – Графики переходных процессов при возбуждении ступенчатым возмущающим воздействием.

Выпишем максимальные уровни и установившиеся уровни интересующих нас сигналов:

Выходной сигнал:

Ошибки:

На входе НЭ (в линейной модели Управляющее воздействие):

4. Компьютерное моделирование Нелинейной су

4.1. Создание модели нелинейной системы управления

На данном этапе работы была использована модель и пункта 3.1, переключенная на использование нелинейного элемента. Нелинейным элементом в данной системе является заслонка (РО). Она имеет следующие параметры:

зона нечувствительности Δ=0.02x_imax =0.0079;

насыщение x_iнас=0.25x_imax=0.09875.

Для реализации в компьютерной модели было изменено состояние свитча.

4.2. Реакция модели на различные задающие воздействия

Графики переходных процессов e(t) (оранжевый), у(t) (синий) при ступенчатом воздействии представлены на рисунке 16.

Рисунок 16 – Графики переходных процессов e(t), у(t) при ступенчатом воздействии

Выпишем максимальные уровни и установившиеся уровни интересующих нас сигналов, а также прямые показатели качества:

Выходной сигнал:

Ошибки:

Время переходного процесса:

Перерегулирование:

Графики переходных процессов e(t) (оранжевый), у(t) (синий) при возбуждении системы ступенчатым возмущающем воздействии представлены на рисунке 17.

Рисунок 17 – Графики переходных процессов e(t), у(t) при возбуждении ступенчатым возмущающим воздействием.

Выпишем максимальные уровни и установившиеся уровни интересующих нас сигналов:

Выходной сигнал:

Ошибки:

Проанализировав графики выше, можно сказать, что время переходного процесса и перерегулирование увеличились, но система исправно выполняет свои функции и остается устойчивой.

5. Моделирование системы с учетом запаздывания

5.1. Создание модели системы с учетом запаздывания

Для создания компьютерной модели с учетом запаздывания в ПО Simulink был использован блок Transport Delay. Модель системы с учетом запаздывания представлена на рисунке 18.

Рисунок 18 – Модель системы с учетом запаздывания

В реальной системе объект регулирования имеет время запаздывания τ₀.

Найдем τ_0кр, при котором система будет лежать на границе колебательной устойчивости:

Тогда используя эти данные критическое запаздывание:

Реакция системы на ступенчатое воздействие при τ₀=τ_0кр представлена на рисунке 20.

Рисунок 19 – Реакция системы на ступенчатое воздействие при τ₀=τ_0кр

На графике отчетливо видно, что система находится на границе устойчивости, что подтверждает, что вычисленное значение запаздывания является верным.

Заключение

В данном курсовом проекте был рассмотрен анализ системы автоматического регулирования разрежения газа в газопламенной печи. Были получены практические навыки расчета и использования типовых регуляторов. Было проведено исследование влияния вариаций значений параметров объекта управления на качественные показатели системы. В конце исследования в систему был введён нелинейный элемент с зонами нечуствительности и насыщения. В результате, показатели качества системы заметно ухудшились, но важно то, что она была по прежнему устойчивой. Аналогичная ситуация произошла и при введении запаздывания.