
- •Курсовая работа
- •Теория автоматического управления По дисциплине:
- •Курсовая работа
- •Аннотация
- •Введение
- •Исходные данные
- •1. Получение математической модели оу в форме передаточных функций по управляющему и возмущающему каналам
- •1.1. Аппроксимация переходной характеристики объекта по управляющему каналу
- •1.2. Аппроксимация переходной характеристики объекта по возмущающему каналу
- •2. Выбор пи-алгоритма управления
- •3.Расчет параметров пи-регулятора по параметрам объекта по регулирующему каналу графоаналитическим методом
- •4. Построение переходных процессов в системе по задающему воздействию при выбранных параметрах регулятора
- •5. Получение передаточной функции физически реализуемого компенсатора, обеспечивающего наилучшую компенсацию возмущения
- •6. Определение показателей качества в системе по возмущающему воздействию с компенсатором и без него
- •С компенсатором
- •Без компенсатора
- •7.Составление структурной схемы сау с нцу и запись алгоритма цифрового управления
- •7.1. Определение
- •7.2. Составление структурной схемы сау с нцу
- •7.3. Запись алгоритма цифрового управления
- •8. Построение сау с использованием методов нечёткой логики
- •8.1. Структурная схема комбинированной сау с нечётким регулятором
- •Р ис. 15. Структурная схема сау с Fuzzy-регулятором
- •8.2. Расчёт управляющего воздействия нечёткого регулятора
- •Заключение
- •Список используемой литературы
- •Приложение
7.1. Определение
Как видно из приведенных форм алгоритма
параметры цифрового алгоритма определяются
через параметры непрерывного алгоритма,
поэтому при построении системы НЦУ
одной из основных проблем является
выбор интервала дискретности
.
При излишне большом
ухудшается качество регулирования,
снижается точность системы, понижается
её устойчивость. При малом
увеличивается загрузка ЭВМ и неэкономично
расходуется машинное время. Поэтому
необходимо искать компромиссное решение.
Выбор
осуществляется из условия минимума
потерь информации при дискретизации
непрерывной функции по теореме
Котельникова, согласно которой функция
,
не содержащая гармонических составляющих
выше частоты
,
полностью определяется дискретными
значениями в моменты времени
,
отстоящими друг от друга на периоды
.
На практике для управляющих контуров существуют различные рекомендации приближенных оценок величины . Например:
Более точную оценку даёт критерий Джури, согласно которому для выбора используют АЧХ замкнутой непрерывной системы.
В данной курсовой работе ограничимся практическими рекомендациями и примем:
7.2. Составление структурной схемы сау с нцу
Введение микроЭВМ (ВМ) в САУ делает её дискретной. Так как микроЭВМ оперирует цифровыми кодами, то на входе и выходе её ставятся устройство связи с объектом УСО (АЦП, ЦАП).
В каждом контуре на каждое управляющее воздействие ставится свой ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь).
А с целью экономии аппаратуры, АЦП (аналого-цифровой преобразователь) для всех контуров ставится один на входе ЭВМ. А на вход АЦП подключается коммутатор, последовательно опрашивающий все датчики.
В результате структурная схема САУ с НЦУ для данной комбинированной системы будет выглядеть следующим образом (Рис. 13).
Рис. 13 Структурная схема САУ с НЦУ
7.3. Запись алгоритма цифрового управления
Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий автоматическое регулирование, может быть получен из уже найденного закона регулирования непрерывного регулятора.
Принимаем за исходный ПИ-закон:
(7.1)
где:
u(t) – регулирующее воздействие на объект;
(t) – сигнал ошибки;
(t) = g(t) – y(t) ;
Кр и Ти – параметры настройки непрерывного ПИ-регулятора.
Замена непрерывных сигналов цифровыми, взятыми в дискретные моменты, может быть проведена по следующей схеме:
(t) [n]; u(t) u[n];
Здесь и ниже для удобства записи принимаем:
u[nT0]=u[n];
ПИ-закон регулирования в цифровой форме имеет вид:
(7.2)
Более удобна для реализации на ЭВМ другая, так называемая скоростная форма этого алгоритма. Для её получения запишем значение u на предыдущем интервале дискретности:
Вычитая его из предыдущего, получим:
Отсюда:
После подстановки [n] = g[n] – y[n] ; [n-1] = g[n] – y[n-1] получим:
Подставив значения всех постоянных коэффициентов, получим:
(7.3)
Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий компенсацию возмущающего воздействия, может быть получен на основании передаточной функции компенсатора следующим образом.
. (7.4)
Тогда соответствующее операторное выражение имеет вид:
и в дифференциальной форме записывается в виде:
Переход к цифровым сигналам, взятым в дискретные моменты времени, может быть проведён по следующей схеме:
В результате перехода получим:
Отсюда:
.
Подставив значения всех постоянных коэффициентов, получим:
(7.5)
Окончательно управляющее воздействие цифрового регулятора с компенсацией возмущений получают, подставляя (7.5) в (7.3):
(7.6)
Работу схемы НЦУ поясним с помощью блок-схемы алгоритма
Рис.14 Блок-схема работы САУ с НЦУ