лр2-2

Лабораторна робота 2

Тема роботи: Основні принципи регулювання.

Мета роботи: вивчити основні принципи регулювання та зробити їх порівняльний аналіз.

ЗАВДАННЯ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

1. Зняти криві розгону триємнісного об’єкта (три послідовно з’єднані аперіодичні ланки І порядку) окремо за каналами керування та обох збурень і визначити параметри об’єкта (К_об, Т_об, τ_зп) за цими трьома каналами.

2. Створити системи автоматичного регулювання (САР) за відхиленням, збуренням та комбіновану. Зробити порівняльний аналіз отриманих перехідних процесів.

ВИКОНАННЯ РОБОТИ

Рисунок 1­ – Структурна схема системи автоматичного регулювання

Таблиця 1 ­­– Параметри об’єкта (коефіціенти передачі Кі і сталі часу Ті).

	Варіант 2
1-ша ланка	К1=1,5 Т1=25
2-га ланка	К2=1 Т2=15
3-тя ланка	К3=3 Т3=35

1. Зняття кривих розгону об’єкта за каналами керування та обох збурень. Для цього встановити параметри настроювання ПІ-регулятора (K_рег=0; K_і=0), розімкнути зворотний зв’язок (K_zz=0) і подавати послідовно ступінчате діяння (Final value = 10) на об’єкт за каналами:

• управління, встановивши: Kz1=0; Kz2=0; Kk=1.

Рисунок 2 – Перехідний процес об’єкта за каналом управління

Рисунок 3 – Визначення параметрів об’єкта за каналом управління

• першого збурення, встановивши: Kz1=1; Kz2=0; Kk=0.

Рисунок 4 – Перехідний процес об’єкта за каналом першого збурення

Рисунок 5 – Визначення параметрів об’єкта за каналом першого збурення

• другого збурення, встановивши: Kz1=0; Kz2=1; Kk=0.

Рисунок 6 – Перехідний процес об’єкта за каналом другого збурення

Рисунок 7 – Визначення параметрів об’єкта за каналом другого збурення

2. Дослідження розімкненої САР за каналом першого збурення.

Рисунок 8 – Перехідний процес об’єкта за каналом першого збурення з компенсатором

При значенні К_к=-0,667 якість перехідного процесу була найкраща.

3. Дослідження розімкненої САР за каналом першого збурення за умови зміни завдання.

Рисунок 9 – Перехідний процес об’єкта за каналом першого збурення за умови зміни завдання з компенсатором

При значенні К_к=-1.4445 якість перехідного процесу була найкраща.

3. Дослідження розімкненої САР за умові дії першого і другого збурень.

Рисунок 10 – Перехідний процес об’єкта за каналом першого і другого збурень з компенсатором

При значенні К_к=-1.333 якість перехідного процесу була найкраща.

3. Дослідження замкненої САР за відхиленням за умови дії першого збурення.

Рисунок 11 – Перехідний процес об’єкта за відхиленням за умови дії першого збурення

При значенні К_і=0.025 та К_рег=0.01, оцінка якості перехідного процесу має такі значення:

1. Динамічна помилка регулювання – А1=15,3.

2. Статична помилка регулювання – ΔХ_ст =0.15.

3. Час регулювання – 650 сек.

4. Перерегулювання .

5. Ступінь загасання .

Дані значення задовольняють умову якості перехідного процесу.

3. Дослідження замкненої САР за відхиленням за умови дії першого і другого збурення.

Рисунок 12 – Перехідний процес об’єкта за відхиленням за умови дії першого і другого збурення

При значенні К_і=0.025 та К_рег=0.1 , оцінка якості перехідного процесу має такі значення:

1. Динамічна помилка регулювання – А1=29.9.

2. Статична помилка регулювання – ΔХ_ст =0.1.

3. Час регулювання – 550 сек.

4. Перерегулювання .

5. Ступінь загасання .

Дані значення задовольняють умову якості перехідного процесу.

3. Дослідження комбінованої САР за відхиленням за умови дії першого збурення.

Рисунок 13 – Перехідний процес комбінованої САР за відхиленням за умови дії першого збурення

При значенні К_і=0.02, К_рег=0.01 та К_к=-0,667, оцінка якості перехідного процесу має такі значення:

1. Динамічна помилка регулювання – А1=7.1.

2. Статична помилка регулювання – ΔХ_ст =0.07.

3. Час регулювання – 600 сек.

4. Перерегулювання .

5. Ступінь загасання

Дані значення задовольняють умову якості перехідного процесу.

Рисунок 14 – Перехідний процес комбінованої САР за відхиленням за умови дії першого та другого збурення

При значенні К_і=0.025, К_рег=0.1 та К_к=-1,333, оцінка якості перехідного процесу має такі значення:

1. Динамічна помилка регулювання – А1=17.9.

2. Статична помилка регулювання – ΔХ_ст =0.06.

3. Час регулювання – 650 сек.

4. Перерегулювання .

5. Ступінь загасання .

Дані значення задовольняють умову якості перехідного процесу.

Висновок: принцип керування за відхиленням є універсальним і ефективним, оскільки він дозволяє враховувати всі впливи на об'єкт (всіх збурень і завад), управляти складними об'єктами, а також здійснювати необхідний закон зміни керованої величини з допустимо малим відхиленням (помилкою) незалежно від того, якими причинами воно викликане.

Основна перевага систем за збуренням — висока швидкодія кіл компенсації, оскільки система реагує безпосередньо на причину, а не на наслідок, тобто регулятор починає працювати в момент виникнення збурення на вході в об'єкт керування. Недолік розімкнутих САР — реакція тільки на основні збурення, які можна виміряти, і нереагування на завади (другорядні впливи).

Сучасні автоматичні системи високої точності звичайно будують на основі принципу комбінованого керування, що поєднує в собі принципи керування за відхиленням і за збуренням. Принцип комбінованого керування вільний від недоліків САР за відхиленням і збуренням і поєднує їх переваги.

За результатами моделювання було визначено, що комбінована система має меншу динамічну похибку, статичну помилку регулювання, час регулювання і ступінь загасання, але має більший відсоток перерегулювання.