Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

LS-Sb88903

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
13.02.2021
Размер:
381.49 Кб
Скачать

Для расчета коэффициентов модального регулятора быстродействие эталонной модели выбирается равным ω0 :

w0=(6/0.12)

Далее задается указанный преподавателем полином, вычисляются его корни и сами коэффициенты регулятора:

polinom=[1 2*w0 2*w0^2 w0^3] p=(roots(polinom))' k=place(A,B,p)

Результаты вычислений для первого варианта:

K = [− 2 1.25 0.625].

На завершающем этапе разработки следует оценить переходную характеристику системы при отработке ею ступенчатого управления. С этой целью рекомендуется сформировать модель системы в Simulink, аналогичную модели, соответствующей первому варианту и изображенной на рис. 3.

Рис. 3

21

На приведенной схеме: передаточная функция “Transfer Fcn6” соответствует эталонной модели, заданной преподавателем; коэффициент “Gain7” зависит от конкретной схемы объекта и параметров модального регулятора и вводится для получения единичной реакции системы на единичное ступенчатое управление.

Если после моделирования работы системы переходная характеристика спроектированной системы не будет соответствовать желаемой, необходимо проверить все промежуточные расчеты и исправить ошибки. После этого вновь оценить переходную характеристику системы и убедиться, что она верна.

Требования к отчёту

В отчёте следует привести: цель работы; описание задачи и этапов её решения; схему модели Simulink; методику и результаты расчета коэффициентов регулятора и наблюдателя; переходные характеристики системы при ступенчатом управлении; выводы.

Контрольные вопросы

1.С помощью каких специальных программных средств выполняется расчет коэффициентов модального регулятора и наблюдателя?

2.Какие характеристики системы определяет стандартная форма? Как определить значение параметра ω0 ?

3.Для чего применяется наблюдающее устройство?

22

Варианты заданий

Вариант №1

Wо(s) =

ke-τ×p

 

 

 

 

 

 

,

 

p(T1 p +

 

 

 

 

 

 

 

 

1)(T2 p + 1)

 

k = 10,

T1 = 0.01c , T2 = 0.005c ,

τ = 0.002c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

 

а) tп ≤ 0.12с, σ ≤ 40% ;

 

б) ω

э

= 1с-1 , А

= 200д.е., δ ≤ 1д.е.

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №2

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

k

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

p(T1 p +

 

 

 

 

 

 

 

 

1)(T2 p + 1)

 

k = 10,

T1 = 0.02c , T2 = 0.01c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

 

а) tп ≤ 0.3с , σ ≤ 40% ;

 

б) ω

э

= 1с-1 , А

= 250д.е., δ ≤ 2д.е.

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №3

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

ke-τ×p

 

,

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

T1 p(T2 p +

 

 

 

 

k = 10,

T1 = 0.1c , T2 = 0.01c , τ = 0.004c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

 

а) tп ≤ 0.3с , σ ≤ 40% ;

 

б) ω

э

= 0.5с-1 ,

А

= 200д.е., δ ≤ 1д.е.

 

 

 

э

 

 

 

 

 

Вариант №4

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

k

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

T1 p(T2 p +

 

 

 

 

k = 10,

T1 = 0.15c , T2 = 0.015c ,

T0 = 0.01c .

Требования к системе:

 

а) tп ≤ 0.5с, σ ≤ 40% ;

 

б) ω

э

= 1с-1 , А

= 100д.е. , δ ≤ 0.6д.е.

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №5

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

ke-τ×p

 

 

,

 

T T p2 + T p + 1

 

 

 

 

1 2

 

1

 

 

 

 

k = 1, T1 = 2.5c ,

T2 = 0.1c , τ = 0.05c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

23

а) tп ≤ 40с , σ ≤ 35% ;

б) ω

э

= 0.02с−1

, А = 100д.е. , δ ≤ 4д.е.

 

 

 

э

 

Вариант №6

 

 

 

Wо(s) =

 

k

,

 

 

 

T T p2

+ T p + 1

 

 

1 2

1

 

 

k = 5, T1 = 0.25c , T2 = 0.01c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 4с , σ ≤ 40% ;

б) ωэ = 0.1с-1 , Аэ = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

Вариант №7

Wо(s) =

ke-τ× p

 

 

,

p(T T p2

+ T p + 1)

 

1 2

1

 

k = 3, T1 = 0.5c , T2 = 0.02c , τ = 0.01c , T0 = 0.05c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 4с , σ ≤ 30% ;

б) ωэ = 0.04с-1 , Аэ = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

Вариант №8

Wо(s) = p(T1T2 p2k+ T1 p + 1) ,

k = 5, T1 = 0.16c , T2 = 0.01c , T0 = 0.02c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 3с, σ ≤ 30% ;

б) ω

э

= 0.1с-1

,

А = 200д.е., δ ≤ 2д.е.

 

 

 

 

э

Вариант №9

 

ke-τ×p

Wо(s) =

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

(T1 p + 1)(T2 p + 1)(T3 p + 1)

k = 2 , T1 = 0.1c , T2 = 0.01c , T3 = 0.005c , τ = 0.002c , T0 = 0.005c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 0.3с , σ ≤ 15% ;

б) ω

э

= 1с-1 ,

А = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

 

 

 

э

Вариант №10

Wо(s) =

 

k

 

 

,

(T1 p

 

 

 

 

+ 1)(T2 p + 1)(T3 p + 1)

k = 1, T1 = 0.15c , T2 = 0.015c , T3 = 0.003c , T0 = 0.005c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 0.5с, σ ≤ 20% ;

24

б) ω

э

= 0.4с−1

,

А = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №11

 

ke-τ× p

 

 

Wо(s) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

T1 p(T2 p +

 

 

 

 

 

 

 

 

1)(T3 p + 1)(T4 p + 1)

 

 

k = 10,

T1 = 10c , T2 = 0.02c ,

T3 = 0.01c , T4 = 0.005c , τ = 0.01c ,

T0 = 0.01c .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требования к системе:

 

 

а) tп ≤ 0.5с, σ ≤ 35% ;

 

 

б) ω

э

= 0.2с-1

,

А = 200д.е., δ ≤ 0.4д.е.

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №12

 

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

T1 p(T2 p +

 

 

 

 

 

 

 

 

1)(T3 p + 1)(T4 p + 1)

 

 

k = 1, T1 = 1c ,

T2 = 0.01c , T3 = 0.04c , T4 = 0.008c ,

T0 = 0.01c .

Требования к системе:

 

 

а) tп ≤ 0.5с, σ ≤ 30% ;

 

 

б) ω

э

= 0.4с-1

,

А

= 200д.е., δ ≤ 1.5д.е.

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №13

 

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

(T p + 1)e-τ× p

 

 

 

 

1

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T2 p(T3 p + 1)(T4 p + 1)

 

 

T1 = 1c ,

T2 = 1c ,

T3 = 0.1c , T4 = 0.01c , τ = 0.005c ,

T0 = 0.005c .

Требования к системе:

 

 

а) tп ≤ 0.2с, σ ≤ 10% ;

 

 

б) ω

э

= 0.4с-1

,

А

= 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №14

 

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

 

 

(T1 p + 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T2 p(T3 p + 1)(T4 p + 1)

 

 

T1 = 2c , T2 = 2c , T3 = 0.2c , T4 = 0.02c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

 

 

а) tп ≤ 0.3с , σ ≤ 20% ;

 

 

б) ω

э

= 0.4с-1

,

А

= 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

Вариант №15

 

 

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

 

(T p + 1)e-τ×p

 

 

 

 

1

 

 

 

,

 

 

T p(T T p2 + T p + 1)

 

 

 

 

 

 

4

2

3

2

 

 

 

 

 

T1 = 0.01c ,

T2 = 0.2c , T3 = 0.05c ,

T4 = 1c , τ = 0.01c , T0 = 0.01c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 2с , σ ≤ 43% ;

25

б) ω

э

= 0.1с−1 ,

А = 200д.е., δ ≤ 0.7д.е.

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

Вариант №16

(T1 p + 1)

 

 

 

Wо(s) =

 

 

 

,

 

T p(T T p2 + T p + 1)

 

 

 

4

2

3

 

2

 

 

 

T1 = 0.02c ,

T2 = 0.1c , T3 = 0.04c , T4 = 0.1c , T0 = 0.005c .

Требования к системе:

 

 

 

а) tп ≤ 2с , σ ≤ 20% ;

 

 

 

 

б) ω

э

= 0.2с-1 ,

А

= 100д.е. , δ ≤ 1.5д.е.

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

Вариант №17

 

ke-τ× p

 

 

 

Wо(s) =

 

 

 

 

 

,

 

 

p(T p + 1)(T T p2

+ T p + 1)

 

 

1

 

 

2

3

2

 

k = 1, T1 = 0.3c ,

T2 = 0.1c , T3 = 0.025c , τ = 0.02c , T0 = 0.02c .

Требования к системе:

а) tп ≤ 6с , σ ≤ 40% ;

б) ωэ = 0.08с-1 , Аэ = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

Вариант №18

Wо(s) =

 

 

k

 

,

 

 

p(T p + 1)(T T p2

+ T p + 1)

 

 

 

 

1

2

3

2

 

 

k = 2 , T1 = 0.4c , T2 = 0.15c , T3 = 0.03c , T0

= 0.02c .

Требования к системе:

 

 

 

а) tп ≤ 6с , σ ≤ 30% ;

 

 

 

 

б) ω

э

= 0.1с-1 ,

А = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

Вариант №19

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

ke-τ× p

 

,

 

 

 

(T p + 1)(T p + 1)2

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

T0 = 0.01c .

k = 10,

 

T1 = 0.1c , T2 = 0.01c , τ = 0.005c ,

Требования к системе:

 

 

 

а) tп ≤ 3с, σ ≤ 25% ;

 

 

 

 

б) ω

э

= 0.4с-1 ,

А = 200д.е., δ ≤ 1д.е.

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

Вариант №20

 

 

 

 

 

Wо(s) =

 

k

 

,

 

 

 

 

 

(T p + 1)(T p + 1)2

 

 

 

 

 

1

2

= 0.02c , T0 = 0.02c .

 

k = 5 , T1 = 0.2c , T2

 

Требования к системе:

 

 

 

а) tп ≤ 3с, σ ≤ 20% ;

 

 

 

 

б) ω

э

= 0.4с-1 ,

А = 100д.е. , δ ≤ 1д.е.

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

26

Литература

1.Башарин А. В. Примеры расчёта автоматизированного электропривода на ЭВМ: Учеб. пособие для вузов/ А. В. Башарин, Ю. В. Постников. Ленинград: Энергоатомиздат, 1990. 512 с.

2.Изерман Р. Цифровые системы управления. /Пер. с англ. М.: Мир, 1984.

3.Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. / Пер. с

англ. М.: Мир, 1975.

4.Борцов Ю. А. Автоматизированный электропривод с упругими связями. СПб.: Энергоатомиздат, 1992. 288 с.

27

Постников Юрий Владимирович, Туркин Дмитрий Николаевич

Моделирование систем управления

Электронные методические указания

Редактор О. Р. Крумина

 

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

–––––––

Подписано в печать 07.12.12. Формат 60×84 1/16.

 

Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,75.

 

Гарнитура «Times New Roman». Тираж 10 экз. Заказ 228.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

–––––––

Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

 

197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

 

28

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]