1 Шаг. Параметрический синтез аср «внутреннего» контура.

В соответствии с применяемой упрощенной инженерной методикой параметрический синтез АСР "внутреннего" контура выполняется при разомкнутом "внешнем" контуре в предположении

В результате расчетная схема АСР "внутреннего" контура принимает вид одноконтурной системы (рис. 4.3).

Рис.5.18 Расчетная схема АСР "внутреннего" контура

Определение оптимальных параметров настройки регулятора с помощью ПМК «ТЕМП»

Рис 5.19 Линия запаса устойчивости Пи-регулятора

2 Шаг. Параметрический синтез аср «внешнего» контура

Параметрический синтез АСР «внешнего» контура выполняется согласно расчетной схеме (рис. 4.8), составленной на основании общей схемы (рис. 4.2).

Рис.5.20 Расчетная схема АСР "внешнего" контура с эквивалентным регулятором

В данной схеме передаточная функция “эквивалентного” ПИ – регулятора имеет вид:

W_экв.р==

При выполнении допущения, что К_рК₁1 т.е. резонансные частоты внутреннего и внешнего контура должны быть различны (w_{р.внутр.}>>w_{р.внешн.}), тогда , то получаем, чтоW_экв.р==,следовательно К_р.экв=, Т_и.экв=Т_

Передаточная функция эквивалентного объекта управления определяется с учетом результатов расчета параметров настройки регулятора во внутреннем контуре:

Рис 5.21 Линия запаса устойчивости эквивалентного регулятора.

, [сек]. .

5.4.2 Расчет устройства компенсации внешнего возмущения.

Расчет идеального устройства компенсации проведем по следующей формуле:

Найдем передаточную функцию реального компенсатора, в качестве структуры выберем реально-дифференцирующее звено:

Оптимальные настройки реального компенсатора определим из условия наилучшего приближения КЧХ реального компенсатора к идеальному при нулевой и резонансной частотах замкнутого контура системы.

Параметры реального компенсатора

Рис. 5.22. КЧХ идеального (1) и реального (2) регуляторов до ωp.

Передаточная функция реального компенсатора:

После расчета параметров регуляторов была собрана имитационная модель в программном продукте «VisSim» Error: Reference source not found21.

Рис. 5.23. Имитационная модель схемы ВТИ-2.

По имитационный модели были получены переходные характеристики при возмущении заданием Рис. 5.24, внутреннем возмущении Рис. 5.25, а также при внешнем возмущении Рис. 5.26 без устройства компенсации (1), с идеальным компенсатором (2) и

реальным компенсатором (3). Значения показателей качества регулирования свели в Табл. 4 .1.

Рис. 5.24. Переходная характеристика при возмущении заданием

Рис. 5.25. Переходная характеристика при внутреннем возмущении

Рис. 5.26. Переходные характеристик при внешнем возмущении:

1 – без УК, 2 – с ИК, 3 – с РК

По переходной характеристике системы определили прямые и интегральные показатели качества с помощью программы «VisSim» и занесли их в таблицу 4.1:

1. Статическая ошибка (разность между требуемым и фактическим установившимся значением регулируемой координаты):

2. Динамическая ошибка (максимальное по модулю отклонение регулируемой координаты от установившегося значения за период наблюдения процесса):

Динамическая ошибка определяется по формуле:

.

3. Степень затухания переходного процесса (характеризует запас устойчивости системы и интенсивность затухания колебательного процесса):

Степень затухания определяется по формуле:

,

где и– модули значений первого и третьего отклонений регулируемой координаты от установившегося значения соответственно.

4. Время регулирования (характеризует быстродействие системы в аспекте длительности отработки ей поступившего возмущения):

Время регулирования определяется из условия:

_,

приняли (зона чувствительности регулируемой координаты).

5. Время полувыбега(характеризует быстродействие системы в аспекте скорости реакции на поступившее возмущение):

Табл. 4.1. Показатели качества регулирования

Показатель качества регулирования	Значение
	По заданию	По Внутреннему возмущению	Внешнее возмущение
Статическая ошибка δ, °C	0	0	0
Динамическая ошибка A1, °C	0,311	0,284	0,203
Время полувыбега tп, с	93,1	72,6	132,1
Время регулирования tр, с	277,2	144,2	356,5
Степень затухания ψ	0,83	0,87	-

Вывод: На данном этапе были рассчитаны оптимальные настройки регуляторов, входящих в двух контурную схему с дифференциатором, методом максимума амплитудно-частотных характеристик (МАЧХ). Также были найдены прямые показатели качества этой системы с оптимально настроенными регуляторами.