6.3. Переходные процессы в каскадной системе регулирования

В приложении «Simulink» программы «MATLAB» построим схему каскадной модели регулирования (Рис.6.7).

Рис.6.7. Структурная схема каскадной системы регулирования

Step upravlenie – блок, моделирующий единичный ступенчатый сигнал по управлению;

Step vozmuzchenie – блок, моделирующий единичный ступенчатый сигнал по возмущению;

Input Perturbation - точка подачи возмущающих воздействий анализатора Linear Analysis;

Output Measurement - точка снятия возмущающих воздействий анализатора Linear Analysis;

Scope – блок, моделирующий графическое отображение сигналов во времени;

- блок реализации вычитания двух сигналов;

- блок реализации сложения двух сигналов;

W1(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₁(S);

W2(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₂(S);

W₁(S) – передаточная функция объекта регулирования по основному контуру;

;

W₂(S) – передаточная функция объекта регулирования внутреннего контура;

Wр_экв(S) – на Рис. название «PID ekv (stabil)» - передаточная функция регулятора по основному контуру, настройки которого адаптированы для каскадной системы регулирования;

Wр₂(S) - на Рис. название «PID correct» – передаточная функция регулятора внутреннего контура после оптимизации внутри каскадной системы регулирования;

Построим переходные процессы по управлению (Рис.6.8) и возмущению (Рис.6.9) в каскадной системе регулирования.

Рис.6.8. Переходный процесс каскадной системы по управлению.

Показатели качества регулирования:

Время регулирования:

Т= 1480 с.

Перерегулирование:

Степень затухания:

Рис.6.9. Переходный процесс каскадной системы по возмущению.

Показатели качества регулирования:

Время регулирования:

Т= 1710 с.

Динамическая ошибка регулирования:

Степень затухания:

6.4. Переходные процессы по возмущению в каскадно-комбинированной системе регулирования без компенсирующего устройства и с компенсирующим устройством.

Построим модель комбинированной системы регулирования без компенсатора.

Рис. 6.10. Структурная схема каскадно-комбинированной АСР без компенсатора.

Step upravlenie – блок, моделирующий единичный ступенчатый сигнал по управлению;

Step vozmuzchenie – блок, моделирующий единичный ступенчатый сигнал по возмущению;

Input Perturbation - точка подачи возмущающих воздействий анализатора Linear Analysis;

Output Measurement - точка снятия возмущающих воздействий анализатора Linear Analysis;

Scope – блок, моделирующий графическое отображение сигналов во времени;

- блок реализации вычитания двух сигналов;

- блок реализации сложения двух сигналов;

W₁(S) – передаточная функция объекта регулирования по основному контуру;

;

W₂(S) – передаточная функция объекта регулирования внутреннего контура;

W₃(S) – передаточная функция канала по возмущению;

Wр_экв(S) – на Рис. название «PID stabil» - передаточная функция регулятора по основному контуру, настройки которого адаптированы для каскадной системы регулирования;

Wр₂(S) - на Рис. название «PID correct» – передаточная функция регулятора внутреннего контура после оптимизации внутри каскадной системы регулирования;

W1(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₁(S);

W2(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₂(S);

W3(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₃(S);

Получим график переходного процесса по возмущению в комбинированной системе регулирования без компенсирующего устройства (Рис. 8.11).

Рис. 6.11. График переходного процесса по возмущению в каскадно-комбинированной

системе без компенсатора

Показатели качества регулирования:

Время регулирования:

Т= 1620 с.

Динамическая ошибка регулирования:

Степень затухания:

Построим модель каскадно-комбинированной системы регулирования с компенсатором:

Рис. 6.12. Структурная схема каскадно-комбинированной АСР с компенсатором

Step upravlenie – блок, моделирующий единичный ступенчатый сигнал по управлению;

Step vozmuzchenie – блок, моделирующий единичный ступенчатый сигнал по возмущению;

Input Perturbation - точка подачи возмущающих воздействий анализатора Linear Analysis;

Output Measurement - точка снятия возмущающих воздействий анализатора Linear Analysis;

Scope – блок, моделирующий графическое отображение сигналов во времени;

- блок реализации вычитания двух сигналов;

- блок реализации сложения двух сигналов;

- блок реализации сложения нескольких сигналов;

W₁(S) – передаточная функция объекта регулирования по основному контуру;

;

W₂(S) – передаточная функция объекта регулирования внутреннего контура;

W₃(S) – передаточная функция канала по возмущению;

W_к(S) podbor – передаточная функция компенсатора (реального дифференцирующего звена);

Wр_экв(S) – на Рис. название «PID stabil» - передаточная функция регулятора по основному контуру, настройки которого адаптированы для каскадной системы регулирования;

Wр₂ opt(S) - на Рис. название «PID correct» – передаточная функция регулятора внутреннего контура после оптимизации внутри каскадной системы регулирования;

W1(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₁(S);

W2(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₂(S);

W3(S) delay - блок, моделирующий запаздывание объекта регулирования по каналу W₃(S);

Получим график переходного процесса по возмущению в комбинированной системе регулирования с компенсирующим устройством (Рис.8.13).

Рис. 6.13. График переходного процесса по возмущению в каскадно-комбинированной АСР с компенсатором.

Показатели качества регулирования:

Время регулирования:

Т= 1700 с.

Динамическая ошибка регулирования:

Степень затухания: