6. Лабораторная работа аср

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ С ОБЪЕКТОМ 2–ГО ПОРЯДКА

Цель работы. Ознакомиться с объектами регулирования (ОР) 2-го порядка, их кривыми разгона, представлением объектов в виде моделей; ознакомиться с одноконтурными автоматическими системами регулирования (АСР), определением качества их работы; приобрести практические навыки в работе с Simulink.

Исследование работы АСР производится путем компьютерного моделирования ОР и всей системы регулирования с использованием программы Matlab и ее основного мощного расширения Simulink.

Вначале снимают кривую разгона ОР и по ней определяют свойства ОР. Затем по свойствам ОР рассчитывают параметры настройки автоматического регулятора(АР)дляразныхтиповпереходныхпроцессови

исследуют работу АСР при различных значениях параметров настройки АР.

Порядок выполнения работы.

1. Определение свойств объекта 2-го порядка по кривой разгона.

   1. Открыть находящуюся на рабочем столе папку

«Лабораторная работа №2» двойным щелчком левой клавиши мыши.

2. Открыть таким же образом файл «objekt2» из папки

«Лабораторная работа №2». При этом автоматически запустится программа Matlab и в отдельном окне откроется модель объекта, состоящая из блоков и связей между ними (рис. 6.1).

3. Установить по указанию преподавателя следующие параметры: Кn – коэффициент передачи ОР по каналу возмущающего воздействия; Т₁, Т₂– постоянные времени ОР; Zapazdivanie – времязапаздывания;

4. Запустить моделирование нажатиемназначок _{на панели задач окна модели «objekt2».}По

окончании расчета в левом нижнем углу окна появится надпись «Готов».

Рис. 6.1. Окно модели объекта «objekt2».

5. Открыть блок «Scope» для просмотра графика, полученного в результате моделирования. Для выравнивания графика по масштабу нажать на панели задач окна на значок«Scope».

6. Активировать окно Matlab для просмотра таблицы результатов расчета и в рабочей области окна (рис. 6.2) двойным щелчком левой клавиши мыши позначку

«table2» открыть таблицу в новом окне.

Рис.6.2. Рабочая область окна Matlab.

7. Записать значения выходной величины объекта и времени для дальнейшего построения кривой разгона в таблицу6.1.

8. Закрыть все окна (без сохранения изменений) нажатием на крестик в правом верхнем углуокон.

Таблица 6.1. Кривая разгона ОР.

Время, с

Хвых

Время, с

Хвых

9. Построить по данным табл. 6.1 кривую разгона ОР, выполнить ее аппроксимацию и определить свойства объекта регулирования. Полученные данные занести в табл.6.2.

10. Рассчитать параметры настройки автоматического регулятора (ПИ или ПИД, по указаниюпреподавателя),

используя приведенные в литературе формулы или номограммы и найденные в п.1.9 свойства объекта регулирования. Полученные данные занести в таблицу 6.2.

Хвых

t, c

Кривая разгона ОР

Таблица 6.2. Свойства объекта 2-го порядка и параметры настройки регулятора.

Объект регулирования

Тип переходного процесса в АСР

Автомати-ческий регулятор

Установленныезначения

Рассчитан- ные значения

kp

Ти

Тд

Т1

Т2

k0

Т0

k0

2. Нахождение кривых переходныхпроцессов.

1. Открыть находящуюся на рабочем столе папку

«Лабораторная работа №2».

2. Открыть файл «sistem2» из папки «Лабораторнаяработа

№2». При этом автоматически запустится программа

Matlab и в отдельном окне откроется модель системы, состоящая из блоков и связей между ними (рис. 6.3). Данная модель представляет собой модель объекта и модель системы (объект с регулятором) с выводом результатов симуляции на один график.

3. Установить параметры ОР и АР, найденные в первой части работы. Установить значения следующих параметров: Кn1 = Кn2 – коэффициент передачи ОР по каналу возму- щающего воздействия; Т1 = Т3 и Т2 =Т4

   • постоянные времени объекта; Zapazdivanie 1 = Zapazdivanie 2 – время запаздывания объекта; Ko – коэффициент передачи ОР по каналу управляющего воздействия; Kp – коэффициент усиления регулятора;Tu

   • время интегрирования; Tд– время дифференцирования (если при расчете был взят ПИ-регулятор, то Tд=0).

4. Запустить моделирование (см. п. 1.4). По окончании расчета в левом нижнем углу окна появитсянадпись

«Готов».

5. Открыть блок «Scope» для просмотра графиков, полученных в результате расчета и выровнять полученный график по масштабу (см. п.1.5.).

Рис. 6.3. Окно модели «sistem2».

5. Открыть блок «Scope» для просмотра полученного графика и выровнять полученный график по масштабу (см. п.1.5.).

6. Активировать окно Matlab для просмотра таблицы результатов расчета и в рабочей области окна (рис.6.2) двойным щелчком левой клавиши мыши позначку

«table21» открыть таблицу в новом окне.

5. Выписать значения выходной величины системы и времени для дальнейшего построения графика и занести их втабл.6.3.

6. Повторить работу по пп. 2.3 – 2.7, задаваясь различными значениями параметров настройкирегулятора.

7. Закрыть все окна (без сохранения изменений!!!).

8. Построить по полученным в пп. 2.7 – 2.8 данным кривые переходных процессов системы регулирования и определить показатели качества переходных процессов. Полученные результаты занести в таблицу6.4.

Таблица 6.3. Кривые переходных процессов АСР.

Время, с

Хвых

Время, с

Хвых

Время, с

Хвых

Время, с

Хвых

Время, с

Хвых

Время, с

Хвых

Таблица 6.4. Показатели качества переходных процессов в модели одноконтурной АСР.

Параметры настройки регулятора			Показатели качества переходного процесса
КоэффициентпередачиКр	Времяинтег- рированияТи	Время дифференци- рованияТд	Динамическая ошибка	Статическаяошибка	Времярегулирования	Перерегули- рование	Интегральнаяквадратичная ошибка

^Хвых

c

Кривые переходных процессов АСР