
ТАУ_5
.docxФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Омский государственный технический университет
Кафедра автоматизации и робототехники
Отчет по домашнему заданию №5
по дисциплине «Теория автоматического управления»
Вариант 4
Проверила:
___________ Тоцкая И.В.
Выполнил:
ст. гр. БМТ-419
____________ Дьяконов Д.В.
Омск 2012
-
Цель работы и использованные при ее выполнении технические и программные средства
Цель: исследовать влияние периода квантования сигнала по времени на работу системы автоматического регулирования расхода с цифровым регулятором и определить критическое значение периода квантования сигнала, при достижении которого система становится неустойчивой.
Использованные средства: программный пакет Simulink программы MATLAB 7.8.0.
2. Исходные данные для выполнения задания
Исходными данными в данной работе служит математическая MATLAB-модель системы регулирования расхода, полученная в задании 4 в виде структурной схемы, изображенной на рисунке 1.
Рис. 1. Структурная схема системы автоматического регулирования расхода.
3. Ввод модели
В системе, полученной в четвертом задании (рис.1), заменяем аналоговый регулятор на цифровой (программируемый контроллер) – Discrete PID Controller и добавляем импульсное звено – Zero-Order Hold. В результате получим систему, которая представлена на рис.2.
Рис. 2. Структурная схема системы с заменой на цифровой регулятор
Настроим коэффициенты Discrete PID Controller:
Рис. 3. Настройка цифрового регулятора
Изменяя
период квантования (Zero-Order
Hold
→ Parameters
→ Sample
Time),
мы получаем различные графики переходных
процессов. При периоде квантования,
превышающем Тквс,
переходный процесс расходится и
система регулирования уровня теряет
устойчивость (рис.4). Таким образом,
указанное значение периода квантования
сигнала является критическим для
исследуемой системы.
Рис. 4. Переходный процесс в системе при Tкв=11 с
При
периоде квантования равном 1,8cТкв
11
с
получаем сходящийся колебательный
переходный процесс (присутствует
перерегулирование) (рис.5,6).
Рис. 5. Переходный процесс в системе при Tкв=10,9 с
При
снижении периода квантования до Ткв1,7
с
получаем апериодический переходный
процесс с
отсутствующим перерегулированием
(рис.7, 8).
Рис.6. Переходный процесс в системе при Tкв=1,8 с
Рис.7. Переходный процесс в системе при Tкв=1,7 с
Рис.8. Переходный процесс в системе при Tкв=0,01 с
4. Заключение
В данной работе была произведена замена аналогового регулятора на цифровой и исследовано влияние на работу системы периода квантования сигнала по времени.
Критическим
значением периода квантования сигнала
является Ткр=11с.
При достижении критического значения
квантования сигнала система становится
неустойчивой. При
периоде квантования 1,8сТкв
10,9с
в системе появляется перерегулирование,
процесс носит колебательный характер.
При периоде квантования Tкв
с
система
обладает апериодическим
переходным процессом без перерегулирования.
Таким образом, увеличение периода квантования сигнала по времени приводит к ухудшению качества переходного процесса в системе. Период квантования сигнала по времени в данной системе регулирования уровня не должен превышать рекомендуемого максимально допустимого значения (Tкв=1,7c).