2

Министерство образования и науки Украины

ОДЕССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

А.Ю. Поповский синтез регуляторов линейных систем

Учебное пособие

Одесса – 2006

ББК 39.42-05

П58

УДК 662-551

Поповский А.Ю.

П58 Синтез регуляторов линейных систем [Текст]: учебное пособие; под общ. ред. С.И. Горба. – Одесса: ОНМА, 2006. – 51 с.

Рецензенты: профессор кафедры высшей математики ОНМА А.Ф. Бурденко, к ф.-м. н.; доцент кафедры "Компьютеризованные системы управления" ОНПУ Бобриков С.А., к.т.н.

Рассмотрены вопросы идентификации объекта управления по его разгонной характеристике, параметрического синтеза регулятора и анализа характеристик замкнутой системы автоматического регулирования.

Приведены расчеты регуляторов с использованием современных программных средств (пакетов MathCAD и MATLAB – SIMULINK).

Пособие предназначено для подготовки курсантов и студентов по направлению 0925 «Автоматизация и компьютерно-интегрированные системы», а также может быть использовано курсантами и студентами других направлений при изучении дисциплин и выполнении курсовых работ и проектов и дипломных проектов, тематика которых включает вопросы моделирования процессов и систем.

Утверждено ученым советом ОНМА в качестве учебного пособия по направлению 0925 «Автоматизация и компьютерно-интегриро-ванные системы» 31 августа 2006 г., протокол № 1

© А.Ю Поповский, 2006.

Введение

Современные системы управления сложными технологическими объектами строятся по иерархическому принципу, т.е. система управления расчленяется на ряд систем, стоящих на разных уровнях подчинения. Система более высокого ранга, ориентируясь на общий (глобальный) критерий, выдает команды на включение или отключение отдельных локальных объектов и осуществляет выбор частных критериев управления. Локальные системы управления поддерживают заданные оптимальные режимы, как в пусковых, так и в нормальных эксплуатационных условиях.

Являясь нижним иерархическим уровнем автоматических систем управления технологическими объектами, локальные системы осуществляют функции измерения, контроля и регулирования основных технологических параметров, являясь обязательной частью системы управления любым технологическим агрегатом (объектом управления – ОУ).

ОУ обычно является неизменной частью, а регулятор – варьируемой частью системы. Это означает, что структуру и настроечные параметры регулятора можно изменять для создания системы автоматического регулирования (САР) с показателями качества, удовлетворяющими технологическим условиям. Расчет настроечных параметров регулятора и, при необходимости, дополнительных корректирующих звеньев, изменяющих его структуру, является важнейшей составной частью процесса создания (синтеза) систем автоматического управления.

Практика построения систем управления технологическими объекта­ми свидетельствует о широком использовании в промышленных САР ти­повых линейных алгоритмов регулирования – пропорционального (П), пропорционально-интегрального (ПИ), пропорционально-интегро-диффе­ренциального (ПИД). Промышленные автоматические регуляторы реали­зуют типовые алгоритмы приближенно, но обычно настройки регулятора рассчитываются без учета отклонения алгоритма от идеального типового, поскольку предполагается, что эти отклонения не оказывают существен­ного влияния на динамику системы.

Основной задачей корректной настройки системы автоматического регулирования является параметрический синтез регулятора, т.е. определение его оптимальных настроечных параметров.

В настоящем учебном пособии рассмотрены вопросы качества работы линейных систем автоматики с запаздыванием, приводится анализ чувствительности систем и параметрический синтез их регуляторов.

В пособии рассмотрены вопросы по разделам программы учебной дисциплины «Теория автоматического управления»: «Качество систем регулирования»; «Анализ и синтез САУ»; «Коррекция САУ».