3.2. Программа работы

1. Задать структурную схему (рис. 3.1, где y – регулируемая переменная;gиf– задающее и возмущающее воздействия;e– ошибка). Назначить произвольное значениеT из диапазона 0.1…1.0 с.

2. Получить ПХ по задающему воздействию и определитьидля ряда возрастающих значенийk:где– номинальное значениеk. Описать, как с ростомизменяются характер переходного процесса и значения показателей качества ПХ.

Рис. 3.1

3. Получить ПХ по возмущающему воздействию (g= 0,f= 1) и определитьи, задав. Найти установившуюся ошибкуна входе регулятора от возмущенияf = 1. Убедиться, что=.

4. Задать новую ПФ регулятора вида принявОценить количественно изменение значений,,и. Пояснить результаты дляи, записав ПФ и построив асимптотические ЛАХ разомкнутой системы для обоих регуляторов.

5. Сохранив численные значения параметров схемы, дополнить ее, включив в прямой канал последовательно еще одно КУ с ПФ , задав значениене менее (10…20). Изменилась ли ПХ по задающему воздействию? Что произошло с ошибкой? Изменился ли порядок астатизма по возмущению?

6. Задать схему (рис. 3.2) при (исходная система). Получить ПХ и сделать суждение об устойчивости исходной системы. Стабилизировать систему уменьшением. Измеритьи. Определить приблизительное критическое значение.

7. Восстановить . Вводя по отдельности корректирующие связи с передачамиидобиться стабилизации системы. Определить приемлемые с точки зрения качества ПХ значенияиДля каждой связи сделать эскиз ПХ и измеритьи.

Рис. 3.2

8. Задать из диапазона 32…50,Получить ПХ, сделать ее эскиз или копию экрана и зафиксироватьи.

3.3. Содержание отчета

1. Структурные схемы и численные значения их параметров.

2. Результаты по каждому пункту программы работы и комментарии к ним. Ответы на вопросы, содержащиеся в программе.

3. Указание типа использованного регулятора (П-, ПИ- и т. п.).

4. Асимптотические ЛАХ первой системы, согласно пп. 4 и 5 программы.

5. Асимптотические ЛАХ второй системы: исходной и скорректированной введением связей с передачами и(все ЛАХ – для разомкнутой системы). В последнем случае использовать правило приближенного построения результирующей ЛАХ соединения с обратной связью.

Контрольные вопросы

1. Как выглядят ЛЧХ ПД-, ПИ-, и ПИД-регуляторов ?

2. Как определить порядок астатизма системы по заданному воздействию?

3. Почему ПД-регулятор повышает запас устойчивости, а ПИ-регуля­тор – порядок астатизма?

4. Как наклон ЛАХ разомкнутой системы на частоте среза и в ее окрестности влияет на динамические свойства системы?

5. Как называются корректирующие устройства на рис. 3.2?

Лабораторная работа №4

Расчет и анализ систем подчиненного регулирования

Цель работы – освоение методики расчета и изучение свойств систем подчиненного регулирования.

4.1. Основные сведения

Системы подчиненного регулирования (СПР) построены по каскадному принципу, т. е. с вложенными друг в друга (подчиненными) контурами. Выходная величина регулятора i-го контура служит задающим воздействием для (i –1)-го контура. Каждый контур содержит регулятор с ПФ, звенья с малыми постоянными времении т. д. (часто одним из таких звеньев является подчиненный по отношению к данному контур) с общей ПФи звено с одной () или двумя (и) большими постоянными времени, имеющее ПФВнутри каждого контура регулятор осуществляет последовательную коррекцию, компенсируя большую постоянную времени, являющуюся причиной нежелательной инерционности объекта управления.

Параметры регуляторов рассчитываются по формулам, определяющим тип стандартной настройки контура. Наиболее широко применяются настройки на оптимум по модулю(ОМ) и насимметричный оптимум(СО).

Пусть обратную связь полагаем единичной. Чтобы обеспечить настройку на ОМ, необходимо применить ПИ-регулятор с ПФпараметры которого следует рассчитать по формуламПереходная характеристика контура по задающему воздействию имеет следующие показатели качества:4.3%,Быстродействие контура, таким образом, определяется только значением малой постоянной времени. Недостаток этой настройки состоит в том, что время реакции на возмущающее воздействие зависит не только от, но и от.

Если то настройка на ОМ обеспечивается применением П-регулятора с ПФ. Для того же, чтобы настроить контур на СО, следует применить ПИ-регулятор, выбрав его параметры

следующим образом: . Показатели качества ПХ контура по задающему воздействию таковы:43%,Длительность переходного процесса по возмущению зависит только от.

В многоконтурной системе при расчете регулятора вышестоящего контура подчиненный ему контур, настроенный на ОМ, рассматривается приближенно как апериодическое звено с эквивалентной малой постоянной времени . Если в контуре есть несколько звеньев с малыми постоянными времени, то их допустимо рассматривать как одно апериодическое звено с постоянной времени, равной сумме указанных малых постоянных времени.