
- •Введение.
- •1. Суть и цели математического моделирования системы автоматического регулирования (сар).
- •2. Разработка системы автоматического регулирования технологическим объектом управления.
- •2.1 Принципиальная схема сар.
- •2.2 Выявление управляющих и возмущающих воздействий и управляемых величин.
- •2.3 Разработка функциональной структурной схемы (фсс) автоматического регулирования.
- •2.4 Классификация сар по признакам.
- •3. Компьютерное моделирование сар.
- •3.1 Математическая модель сар.
- •3.2 Передаточные функции сар.
- •3.3 Структурная схема сар.
- •3.4 Разработка схемы структурного моделирования сар.
- •3.5 Этапы моделирования сар.
- •3.6 Графики переходных процессов неустойчивой и устойчивой сар.
- •3.7 Расчетные показатели качества.
- •4. Коррекция сар.
- •4.1 Последовательная коррекция. Структурная схема сар. График переходного процесса скорректированной сар.
- •4.2 Параллельная коррекция. Структурная схема сар. График переходного процесса скорректированной сар.
- •5.Параметрическая оптимизация.
- •5.1. Обоснование глобального параметра и локальных критериев качества.
- •5.2 Структурная схема оптимизируемой сар. Графики переходных процессов с результатами оптимизации.
- •5.3 Диалоговые окна «Параметрическая оптимизация».
- •6. Моделирование нелинейной сар.
- •7.Выводы и заключение.
- •8.Список используемой литературы.
4.1 Последовательная коррекция. Структурная схема сар. График переходного процесса скорректированной сар.
Для последовательного корректирования в данную схему необходимо ввести дополнительный корректирующий элемент (операционный усилитель), обеспечивающий прямую положительную связь. Полученная схема представлена на рисунке 6.
Рис. 6. Структурная схема с последовательной коррекцией.
При
коэффициентах
и
график переходного процесса выглядит
следующим образом:
Рисунок 7. Переходной процесс САР
Переходной процесс САР будут характеризовать следующие показатели качества:
Динамическое (отклонение) ошибка
Точность (статическая ошибка)
Быстродействие (время перерегулирования)
Перерегулирование
Число перерегулирования (число max значений параметра y)
n=0
Логарифмический декремент затухания
Исследуя данный график и показатели качества можно сказать, что полуколебаний не стало, а время переходного процесса значительно уменьшилось.
4.2 Параллельная коррекция. Структурная схема сар. График переходного процесса скорректированной сар.
Параллельная коррекция САР обеспечивается посредством обратных связей. Обратные связи могут быть положительными или отрицательными, жесткими или гибкими.
Структурная схема моделирования, охваченная жесткой обратной связью, представлена на рисунке 8. В качестве корректирующего элемента нужно взять операционный усилитель.
Рисунок 8. Структурная схема САР с параллельной коррекцией.
На рисунке 9 приведен график переходного процесса, на котором видно, что предыдущая ошибка перерегулирования полностью устранена.
При
коэффициентах
и
график переходного процесса выглядит
следующим образом:
Рисунок 9 график переходного процесса САР
Исследуя график можно сделать вывод, что данный вид коррекции улучшает и стабилизирует переходный процесс.
Переходной процесс САР будут характеризовать следующие показатели качества:
Динамическое (отклонение) ошибка
Точность (статическая ошибка)
Быстродействие (время перерегулирования)
Перерегулирование
Число перерегулирования (число max значений параметра y)
n=0
Логарифмический декремент затухания
Быстродействие значительно увеличилось, САР удовлетворяет требованиям качества.
5.Параметрическая оптимизация.
Оптимальной системой называют автоматическую систему с наилучшими показателями качествами по какому либо показателю. Применительно к САР система, оптимальна по быстродействию, осуществляет наиболее быстрый переход из одного установившегося состояния в другое; система, оптимальная по среднему квадратичному отклонению регулируемой величины от её заданного значения, обеспечивает наивысшую в определенных условиях точность регулирования.
5.1. Обоснование глобального параметра и локальных критериев качества.
Для каждой конкретной оптимальной системы устанавливают определенный критерий оптимальности, под которым понимают некое число, зависящее от параметров системы или алгоритма ее функционирования.
Квадратичный
интегральный показатель качества
оценивает процесс по сумме площадей по
графикам
.
Выбираем
глобальный параметр
.
С учетом требований к показателям
качества переходного процесса формируем
локальные критерии оптимизации
и
.