Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Омский государственный технический университет"

Домашнее задание № 1

по дисциплине "Теория автоматического управления"

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ

«CLASSIC»

Блок 2 Вариант 11

Выполнил: ст. гр. БМТ – 417

Гусаков П.Н.

«__»____________________

Проверил: Федотов А.В.

«__»____________________

Омск 2011

Задание 1. Используя программу для анализа и синтеза линейных систем автоматического регулирования Classic, выбрать регулятор и определить его настройки с применением логарифмических частотных характеристик. Оценить качество синтезированной системы.

Использованные при выполнении технические и программные средства: Автоматизированная система Classic

Исходные данные

Вариант	Исследуемая система	Состав системы
		Объект		Измерительный преобразователь			Исполнительный механизм
		Тип	Параметры		Тип	Параметры	Тип	Параметры
10	Система регулирования давления	Инерционный	Kоб=0.056 Tоб=15.8		Инерционный	Kип=32.4 Tип=0.025	Астатическое	Kим=15.8

Функциональная схема исследуемой системы

В заданную систему регулирования давления входят следующие элементы (рис.1): объект управления (на схеме - ОУ), измерительный преобразователь (ИП), исполнительный механизм (ИМ) и регулятор (Р), настройки и тип которого предстоит определить в данной работе представлена на рис.1.

Функциональная схема САУ:

Yз(t) X(t) U(t) G(t) Y(t)

Z(t)

Рис. 1. Функциональная схема САУ.

Передаточные функции элементов системы

Объект управления в системе имеет инерционные свойства (табл.1), следовательно, он оказывает влияние на динамику исследуемой системы. Учитывая его инерционные свойства, можно представить его типовым инерционным звеном с постоянной времени T_об =15.8 с и передаточной функцией:

где k_об – коэффициент усиления объекта управления.

Измерительный преобразователь инерционного типа (табл.1). Для учёта его влияния на динамику системы, такой элемент в структурной схеме представляются инерционным типовым звеном:

где k_ип – коэффициент усиления измерительного преобразователя, T_ип - постоянная времени измерительного преобразователя.

Исполнительный механизм астатического типа (табл.1), значит его выходной сигнал непрерывно изменяется, при наличии входного сигнала. Описать его влияние на систему можно типовым интегрирующим звеном, так как его сигнал изменяется аналогично, тогда передаточная функция исполнительного механизма будет иметь вид:

где k_им – коэффициент усиления исполнительного механизма.

Передаточную функцию регулятора нам предстоит определить в данной работе.

Составим структурную схему исследуемой системы,

Структурную схему исследуемой системы можем представить в виде:

Y

_з(t) U(t) U_p(t) U_им(t) Y_з(t)

Определим передаточную функцию данного регулятора. Для этого сначала запишем передаточную функцию известной части системы:

По передаточной функции известной части системы полагаем, что нужно компенсировать инерционные свойства объекта управления, так как он имеет наибольшую постоянную времени (T_об = 15.8 чем и оказывает наибольшее влияние на динамику системы. Поскольку исполнительный механизм является астатическим звеном первого порядка, то система будет астатической и, следовательно, статическая ошибка системы будет равна нулю. В астатической системе автоматического управления установившееся значение управляемой величины равно заданному значению этой величины. Для осуществления управления используем ПД - регулятор. ПД - регулятор обладает свойствами форсирующего звена первого порядка, которые могут скомпенсировать большую инерционность объекта управления. Постоянную времени регулятора примем равной Т_р = T_об = 15.8 Передаточная функция ПД - регулятора будет иметь следующий вид:

,

где - коэффициент усиления пропорционального канала регулятора.