Методические указания
Оптимизацию двухконтурной системы следует начинать с внутреннего контура – контура скорости, т.к. параметры контура положения зависят от настройки регулятора скорости. Правильная настройка внутреннего контура позволяет наиболее полно использовать возможности подчиненного регулирования.
В системе на рис.9.1 объект регулирования включает в себя два звена с различными постоянными времени (инерционностью). Настройка на модульный оптимум подразумевает компенсацию наибольшей постоянной времени. В контуре скорости Тм > Ттп , поэтому параметры регулятора следует взять следующими:
где
,
,
.
Модель регулятора скорости в пакете SyAn имеет вид, показанный на рис.9.2.
Рис.9.2
В результате такой настройки при ступенчатом управляющем воздействии выходная величина в первый раз достигает установившегося значения через время 4,7ТТП, перерегулирование составляет 4,3%, а запас устойчивости по фазе 63º.
Передаточная функция замкнутого скоростного контура с регулятором, настроенным на модульный оптимум, имеет вид
Коэффициент
демпфирования
.
Пропорциональный (П) регулятор положения при настройке на симметричный оптимум следует взять в виде
Передаточная функция разомкнутого контура положения приближенно может быть принята в виде (пренебрегая вторым порядком малости)
Для исследования двухконтурной САУ составить модель в пакете SyAn. Обобщенная модель представлена на рис.9.3.
Рис.9.3
Настройка
на симметричный оптимум рекомендуется
тогда, когда наибольшая постоянная
времени намного больше некомпенсируемой
постоянной времени в настраиваемом
контуре. В этом случае время первого
достижения выходной величиной
установившегося значения составляет
3,1 некомпенсированных постоянных
времени, максимальное перерегулирование
достигает 43%, запас устойчивости по фазе
37°,
коэффициент демпфирования
В соответствии с п.5 задания на лабораторную работу следует взять несколько значений 3<К<3, получить переходные процессы и по ним дать оценку влияния величины К на указанные выше показатели качества.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Дайте сравнительную оценку модульного и симметричного оптимумов.
Как влияет некомпенсированная постоянная времени внутреннего контура на время переходного процесса внешнего контура?
В каких случаях целесообразно применять модульную настройку?
В каких случаях целесообразно применять симметричный оптимум?
Приведите рекомендации по применению различных типов регуляторов при настройке многоконтурных систем.
В чем смысл подчиненного регулирования?
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Иващенко, Н.Н. Автоматическое регулирование/ Н.Н. Иващенко. -М.: Машиностроение, 1973.-607 c.
ГОСТ 2.701-76/СТ СЭВ 651-77. ЕСКД. Схемы, виды и типы. Общие требования к выполнению. – Введ. с 01.01.77. – М.: Статистика, 1976.-5 c.
Теория автоматического управления: учебник для машиностроит. спец. вузов/под ред. Ю. М. Соломенцева.-3-е изд., стер..-М.:Высш. шк., 2000.-268 с.:ил.
Ерофеев,А.А. Теория автоматического управления: учебник для вузов по направлениям: «Автоматизация и упр.», «Систем. анализ и упр.»/А.А.Ерофеев. – 2-е изд. доп. и перераб.. - СПб.: Политехника, 2005. - 302 с.: ил.
Ротач,В.Я. Теория автоматического управления: учебник для вузов по специальности «Автоматизация технолог. процессов и пр-в (энергетика)»/ В.Я.Ротач . – 3-е изд., стер.. - М.: МЭИ, 2005. –399 с.: ил.
Бакаев, В.Н. Теория автоматического управления: учеб. пособие / В.Н. Бакаев. -изд. 2-е перераб. и доп. -Вологда: ВоГТУ, 2004.- 190 с.
Топчеев, Ю.И. Задачник по теории автоматического регулирования / Ю.И. Топчеев, А.П. Цыпляков. -М.: Машиностроение, 1977.-592 с.
Норенков, И.П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем/ И.П. Норенков. -М.: Высш. шк., 1980.-311 с.
Топчеев, Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования/Ю.И. Топчеев. -М.: Машиностроение, 1989.-752с.
Советов, Б.Я. Моделирование систем: учеб. для вузов – 3-е изд., перераб. и доп./Б.Я.Советов, С.А.Яковлев. – М.: Высш. шк., 2001. –343 с.
Коршунов, Ю.М. Математические основы кибернетики: учеб. пособие для вузов/Ю.М.Коршунов. - М.: Энергоатомиздат, 1987.- 496 с.
Востриков, А.С. Теория автоматического управления: учеб. пособие для вузов по направлению « Автоматизация и упр.»/ А.С.Востриков, Г.А.Французова. - изд. 2-е, стер.. -М.: Высш. шк., 2006.-365с.
Основы теории управления: учеб. пособие для вузов по специальности «Гос. и муниципал. упр.»/под ред. В.Н.Парахиной, Л.И.Ушвицкого. – Финансы и статистика, 2003. - 558 с.: ил.
Егоров,А.И. Основы теории управления/А.И.Егоров. - М.: Физматгиз, 2004. - 502 с.: ил.
Официальный сайт МИРЕА. Режим доступа: http://www.cpd.mirea.ru/