Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Metodicheskie_ukazania Макарова / Регулятор / Расчёт настроек дискретных регуляторов в пакете Matcad / Расчет настроек дискретных регуляторов в пакете Mathcad.doc
Скачиваний:
41
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
2.43 Mб
Скачать

федеральное АГЕНТСТВО по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский государственный нефтегазовый Университет»

Институт нефти и газа

Кафедра «Автоматизация и управление»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным и практическим занятиям по дисциплине «Теория автоматического управления» для студентов специальностей «Автоматизация Технологических процессов», «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов»

«Расчет настроек дискретных регуляторов в пакете Mathcad»

Тюмень 2005

Утверждено редакционно-издательским отделом Тюменского

государственного нефтегазового университета

Составители: доцент, к.т.н. Макарова Л.Н.

к.т.н. Макаров А.В.

асс. Фомин В.В.

©Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2005 г.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ 3

  1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ 4

  2. РАСЧЕТ НАСТРОЕК ДИСКРЕТНОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОБЪЕКТА 5

  3. ПРИМЕР 7

  4. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ 25

  5. ПРИЛОЖЕНИЯ 27

  1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Дискретная система с непрерывной частью может быть представлена схемой, состоящей из усилительных и запаздывающих звеньев со временем запаздывания, равным периоду квантования Т.

Z - передаточная функция такой системы W(z) может быть найдена по импульсной переходной характеристике непрерывной части w(t) с помощью таблиц z – преобразований.

Если же известна передаточная функция W(s) непрерывной части, то Z- передаточная функция рассчитывается с учетом фиксатора определённого порядка W0(s), её называют Z - передаточной функцией приведённой непрерывной части.

W(z)пр.н.ч.=Z(W0(s)·W(s)), где W0(s) – передаточная функция фиксатора выбранного порядка ; W(s) - передаточная функция непрерывной части.

Замечание. Передаточная функция фиксатора имеет смысл изображения последовательности импульсов на входе непрерывной части.

  1. РАСЧЕТ НАСТРОЕК ДИСКРЕТНОГО РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ОБЪЕКТА

Расчет настроек дискретного регулятора сводится к следующим шагам:

2.1. Выбрать закон функционирования регулятора. Он может быть пропорциональным, интегральным, пропорционально- интегральным и т.д.

2.2. Так как качество работы регулятора (перерегулирование σ, время регулирования tр и т. д.) зависит от его настроек (коэффициента усиления kp и постоянных времени, а характеристики объекта (Wоб(s)) постоянны), то их необходимо подобрать такими, чтобы они обеспечивали заданные показатели качества.

2.3. Расчёт настроек может проводиться различными методами. Одним из таких методов является метод, основанный на использовании частотного показателя колебательности М, и сводится к следующим шагам:

- построение запретной области на комплексной плоскости по заданному

М;

- построение Z- передаточной функции приведённой непрерывной части;

- построение Z- передаточной функции разомкнутой системы;

- построение комплексной частотной характеристики разомкнутой системы;

- выбор интервала варьирования постоянной интегрирования Ти и шага ΔТи;

- определение для каждого Ти коэффициента усиления kp, при котором АФЧХ разомкнутой системы касается окружности, заданной Мдоп;

- определение среди найденных пар (Ти; kp)i таких значений, для которых отношение kpи имеет максимальное значение. Это и будут оптимальные настройки;

- эти значения Ти опт ; kр опт нужно подставить в передаточную функцию регулятора;

- правильность проведённых расчетов проверяется путём построения переходной характеристики системы и амплитудо-частотной характеристики замкнутой системы и определения фактических значений показателей качества (перерегулирования σфакт; времени регулирования tр факт ; частотного показателя колебательности Мфакт).

Если фактические значения σфакт ; tр факт ; Мфакт меньше принятых для расчета, то расчет можно признать удовлетворительным; в противном случае найденные настройки нужно пересчитать (обычно их несколько уменьшают в окрестности найденных значений и проверяют фактические показатели качества).