Практическая часть

На рисунке 1 показана структурно-функциональная схема типовой системы автоматического регулирования, включающая обобщенный регулятор техно­логической переменной и элементы, входящие в состав обобщенного объекта регулирования. Передаточные функции элементов обобщенного объекта ре­гулирования представлены в таблице 1. Численные значения параметров пе­редаточных функций указаны в таблице 2 в соответствии с вариантом задания на курсовую работу, определяемым последней цифрой номера зачетной книжки.

Рисунок 1- Структурно - функциональная схема типовой САР

Таблица №1

ЭЛЕМЕНТ АСР	ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ ЭЛЕМЕНТА
Регулирующий орган	WPO(p)=KPO;
Объект регулирования
Датчик
Промежуточный преобразователь

Таблица 2

Вариант	Численные значения параметров передаточных функций
	Кро	Ко	τ	Т1	Т2	КД	ТД	Кпп
0	0,5	2	1 мин.	15 мин.	4 мин.	1,2	30 с.	0,8

Требуется:

1. Построить в обозначениях Matlab + Simulink структурно-функциональную схему (рис.1).

2. Определить передаточную функцию обобщенного объекта регулирования W_оо(P) и рассчитать значения ее параметров.

3. Определить параметры передаточной функции регулятора.

Рассчитать и построить с использованием программы Matlab + Simulink кривую переходной характеристики замкнутой АСР, определить показатели качества переходного процесса: перерегулирование H(t)_max и время переходного процесса t_nn

4. Подобрать настройки регулятора так, чтобы перерегулирование находилось в пределах H(t)_max =5-7% при минимальном времени переходного процесса.

5.Рассчитать и построить ЛАХ и ЛФХ.

6.Провести анализ годографа по показателям устойчиво­сти замкнутой АСР.

7.Пользуясь графическим редактором (по выбору студента) нарисовать структурно-функциональную схему (рис.1), с указанием конкретных значений передаточных функций всех элементов системы.

Для представленной на рис. 1 Структурно - функциональной схемы пере­даточную функцию обобщенного объекта регулирования можно определить по выражению:

W_oo(P) = W_po(P)*W_o(P)*W_Д(P)*W_пп(P)

Коэффициент передачи обобщенного объекта регулирования определя­ется как произведение коэффициентов передачи элементов, входящих в со­став обобщенного объекта:

К_оо=К_pо*К_o*К_Д*К_пп

Для определения параметров передаточной функции регулятора можно воспользоваться методиками, изложенными в курсе ТАУ.

В случае, если обобщенный объект содержит несколько постоянных времени, причем одна из его постоянных времени (ее называют большой Ts) больше суммы остальных (малых) постоянных времени и времени запаздыва­ния, можно воспользоваться следующей методикой определения алгоритма регулирования и параметров передаточной функции регулятора. Для такого обобщенного объекта рекомендуется выбирать ПИ -регулятор с передаточной функцией:

где К_р - коэффициент передачи регулятора; Т_из - время изодрома регулятора.

Для компенсации большой постоянной времени рекомендуется выбрать величину Т_из равной большой постоянной времени обобщенного объекта:

Т₁=900=Т_из=Т_б

Величина К_р в этом случае, определяется по формуле:

где ­–­ сумма малых постоянных времени и времени запаздывания обобщённого объекта.

σ=τ+Тд+Т2

σ=60+30+240=330с

1,42

Регулирующий орган: W_PO(p)= K_PO=0,5

Объект регулирования:

==

Датчик:

Wд(р)=

Промежуточный преобразователь: Wпп(р)=Кпп=0,8

Обобщенный регулятор:

Wp(p)==

Согласно полученным расчетам построим структурно - функциональную схему типовой САР в программе Matlab

Рисунок 2 - Структурно - функциональная схема типовой САР

Рисунок 3-Кривая переходной характеристики замкнутой АСР

Настройки регулятора находятся в пределах H(t)_max =5-7% при минимальном времени переходного процесса.

Рисунок 4-График определения запасов устойчивости по ЛЧХ

Рисунок 5-График определения запасов устойчивости по АФЧХ (критерий Найквиста)