27.Применение параболического регулятора положения и регулятора с переменной структурой

В условиях возрастания требований к точности соблюдения режимными переменными объектов управления (ОУ) установленных регламентов и роста потерь при их нарушениях, задача совершенствования алгоритмов регулирования сохраняет свою актуальность и остается в числе традиционных задач теории автоматического управления. Вместе с тем, как показывает практика, когда в качестве объектов управления выступают технологические агрегаты (процессы) (ТА ТП), то разработчики систем автоматического регулирования (САР), в подавляющем большинстве случаев используют простейшие ПИ-, ПИД-алгоритмы регулирования. Это обстоятельство может быть объяснено следующими двумя взаимообусловленными факторами.Во-первых, ТА как ОУ имеют специфические особенности по сравнению с такими объектами, как манипуляторы, электропривод, усилители, транспортные (мобильные) средства. Основные из них: а) физическая распределенность каналов управления ТА, проявляющаяся в значительных запаздываниях реакции управляемых переменных на управляющие воздействия; б) большое количество факторов весьма существенно влияющих на работу ТА, но практически недоступных для измерения (характеристики сырьевых и энергетических потоков, состояние рабочих органов и активных зон ТА), проявляющихся как неконтролируемые возмущения (координатные, параметрические), и изменяющие значения управляемых переменных, свойства каналов управления,Во-вторых, для ПИД-регуляторов, используемых в САР, для объектов технологического типа имеется инфраструктура инженерной поддержки их применения. Она включает в себя типовые модели динамики каналов регулирования, упрощенные процедуры параметрической идентификации этих типовых моделей, типовые методики расчета настроечных параметров регуляторов или их начальных приближений, типовые аппаратные и программные средства, реализующие эти алгоритмы [1

Если выходной сигнал регулятора в каждой точке является функцией ошибки, то и в точке, соответствующей моменту времени t2 выходной сигнал будет также являться функцией этой ошибки. Для этого выходной сигнал должен быть равен

Uрп* = .

Такую статическую характеристику имеет параболический регулятор (рисунок 6.17).

Найдем коэффициент параболического регулятора

Крп*=

28.Система управления положением в режиме слежения. Задача следящего управления. Ошибки при управлении по заданию и возмущению.

Задачей следящего управления является обеспечение перемещения ИО в соответствии с изменяющимся по произвольному закону управляющим воздействии при ошибке, не превышающей допустимого значения во всех режимах в условиях действия на систему возмущений. В следящем режиме ни один из регуляторов не должен ограничиваться.

Обычно полная количественная оценка точности следящей системы может быть произведена в результате рассмотрения ее работы в условиях совместного влияния управляющего и возмущающих воздействий, причем возмущающие воздействия часто имеют случайный характер. Однако рассматривая принципы построения, позволяющие повысить точность системы, целесообразно разделить ее реакцию на управляющее воздействие в условиях отсутствия возмущений и на основное возмущения.

Обычно точность следящей системы при управлении оценивают по точности воспроизведения входного сигнала, меняющегося с постоянной скоростью, с постоянным ускорением или по гармоническому закону. Поскольку контур положения содержит интегрирующее звено, при пропорциональном РП система обладает астатизмом первого порядка по управлению. Это означает, что заданное ступенчатое перемещение система, настроенная на оптимум по модулю в контуре положения, будет отрабатывать без установившейся ошибки. Если в системе применен ПИ-регулятор положения и контур положения настроен, например, на симметричный оптимум, то без ошибки будет отрабатываться не только постоянное перемещение, но и линейно-изменяющийся входной сигнал. Астатизм третьего порядка, когда без ошибки отрабатывается и входной сигнал, меняющийся с постоянным ускорением, принципиально может быть достигнут применением РП с низкочастотной ЛАЧХ, имеющей наклон -40 дБ/дек. Однако в этом случае фаза разомкнутой системы в области низких частот равна 270 градусов и возникают трудности, связанные с обеспечением достаточного запаса устойчивости. Обычно, исходя из требований к конкретной следящей системе, проектировщику задаются необходимые значения добротности системы по скорости и ускорению, характеризующие соответственно ошибки при отработке линейно-изменяющегося входного сигнала в системе с астатизмом первого порядка и сигнала, меняющегося с постоянным ускорением в системе с астатизмом второго порядка.Следящая система строится так, чтобы частота среза ее ЛАЧХ значительно превышала максимальную частоту гармонического входного сигнала, так как только в этом случае она будет удовлетворительно отрабатывать его. Это дает основание пренебречь единицей по сравнению со значением амплитуды. Чем меньше должна быть ошибка при данном входном воздействии, тем больше должна быть амплитуда частотной характеристики разомкнутой системы при частоте w=OMEGAmax