УП_Моделирование_САР

отключения со значением начальных условий Y0, то значение Y0 записывается во все ячейки памяти и внутренний таймер обнуляется. Команда отключения и величина Y0 через каскадный вход X транслируется предвключенному алгоритму.

Модификатор m = 00 – 12 , масштаб времени МВ = 00, 01.

2. Построение схемы конфигурации алгоритмов

Математическое описание модели объекта управления представляется следующей передаточной функцией:

Tоб р

где КОБ, ТОБ, τОБ – коэффициент передачи, постоянная времени и время запаздывания объекта соответственно.

Данную передаточную функцию можно представить в виде последовательного соединения следующих элементарных звеньев (см. рисунок 9).

Схема конфигурации алгоритмов для моделирования объекта управления может иметь вид, представленный на рисунке 10.

Рис.9 Структурная схема модели объекта управления

В схеме конфигураций над прямоугольником, обозначающим алгоритм, сначала указывается номер алгоблока, в который помещается данный алгоритм, затем через тире буквенное обозначение и код алгоритма, а далее через тире модификатор и масштаб времени. Если у алгоритма отсутствует модификатор или масштаб времени, то в этой позиции ставится пропуск.

Рис.10 Схема конфигурации алгоритмов для моделирования объекта управления

Для алгоритмов, используемых в схеме конфигураций, биб-

19

лиотечные номера, значение их модификаторов и масштаб времени указываются в таблице конфигураций алгоритмов, таблице 12, которую необходимо заполнить самостоятельно (см. таблицу 5 лабораторной работы №1).

*- численное значение задается преподавателем для каждого варианта или согласно таблице 15.

3.Порядок выполнения лабораторной работы

1.Включить установку.

2.Включить пульт настройки, переведя выключатель пульта расположенный с обратной стороны пульта настройки в положение "Вкл".

20

3.Перейти в режим программирования путем одновременного нажатия клавиш ↓ + → и обнулить контроллер.

4.Выполнить процедуры: "Алгоблоки", "Конфигурирование"

и"Настройка", используя заполненные заранее таблицы 12, 13 и 14. Данные по настроечным коэффициентам получить у преподавателя. Табличные данные заносить в оперативную память построчно. Вызов каждого параметра производится нажатием клавиши на ПН-21. Изменение параметра производится с помо-

щью клавиш и (соответственно увеличение и уменьшение вводимого параметра), последнее нажатие клавиши ↑ для каждого параметра - запись в оперативную память.

5.В процедуре « НАСТР» установить на входе 01 алгоблока

01входное воздействие 10%.

6.Перевести контроллер в режим « работа», нажав одно-

временно клавиши ↓ + ←. Ламповый индикатор « работа» должен загореться мигающим светом.

7.После этого как можно быстрее (от этого зависит, насколько точно будет зарегистрирован начальный участок кривой разгона) перейти в режим контроля сигнала на выходе 01 алгоблока 03 и фиксировать выходной сигнал через каждые 10 с.

8.Построить экспериментальную кривую разгона, по результатам работы, и сравнить с теоретической, которую необходимо построить на том же графике. Оценить точность моделирования.

9.По экспериментальной кривой разгона определить параметры моделируемого объекта управления.

Теоретическую кривую разгона можно получить путем решения аналитического уравнения:

4. Оформление отчета

Отчет по выполненной лабораторной работе должен содер-

жать:

1.Описание алгоритмов ФИЛ(35) и ЗАП(39) библиотеки алгоритмов динамических преобразований.

2.Схему конфигураций алгоритмов, таблицы « Состав конфигураций», « Конфигурирование алгоблоков» и « Настройка алгоритмов»

3.Порядок программирования контроллера.

21

4.Таблицу полученных результатов.

5.График полученных экспериментальной и расчетной кривой разгона.

6.Определение динамических параметров моделируемого объекта.

7.Вывод по работе.

5.Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки

1.Какие модули входят в состав КТС Ремиконт Р-130?

2.Какие типы сигналов обрабатываются алгоритмами контроллера?

3.Что такое виртуальная структура контроллера и её отличие от физической структуры?

4.Что входит в виртуальную структуру контроллера?

5.Объясните понятие цикличности обработки алгоблоков.

6.Назначение и работа с пультом настройки.

7.Типы и назначение моделей блока контроллера.

6.Задание для самостоятельной работы

Изучите все алгоритмы динамических преобразований. Составить модель объекта управления без самовыравнивания с запаздыванием. Поясните составленную схему.

22

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Изучение алгоритмов аналого-дискретных преобразований на примере моделирования цепи управления исполнительным механизмом постоянной скорости

Цель работы:

1.изучение алгоритмов аналого-дискретных преобразований;

2.моделирование цепи управления исполнительным механизмом постоянной скорости;

3.определение средней скорости перемещение регулирующего органа.

1.Алгоритмы аналого-дискретных преобразований

Алгоритмы аналого-дискретного преобразования позволяют дискретно управлять аналоговыми сигналами, поступающими на их входы, или производить преобразование аналоговых сигналов в дискретные и наоборот.

Алгоритмы аналого-дискретных:

1.ПЕР (57) - Переключатель с дискретным управлением

2.ПЕН (58) - Переключение по номеру

3.ПОР (59) - Пороговый элемент

4.НОР (60) - Нуль-орган

5.ИМП (61) - Импульсатор

6.ЗАИ (62) - Запрет изменения

7.ЗАЗ (63) - Запрет знака

8.СЛЗ (64) - Слежение-запоминание

9.ЗПМ (65) - Запоминание

10.БОС (66) - Блокировка обратного счета

11.ВОТ (67) - Выделение отключения

Некоторые алгоритмы аналого-дискретных преобразований рассмотрим боле подробно.

1.1 Алгоритм ИМП (61) – Импульсатор

Алгоритм используется для периодического включения и выключения нагрузки в том случае, когда скважность включения должна быть пропорциональная непрерывному управляющему сигналу.

Алгоритм содержит широтно-импульсный модулятор (ШИМ) с заданным периодом и меняющейся длительностью включения. Функциональная схема алгоритма приведена на рисунке 11.

Статическая характеристика и диаграмма формируемых импульсов ИМП(61) представлены на рисунках 12 и 13 соответственно.

23

1.2 Алгоритм ПЕР (57) – переключатель с дискретным управлением

Представляет собой многополюсный переключатель аналоговых сигналов, положение которого определяется дискретными сигналами, поступающими на вход алгоритма. Алгоритм используется для выбора одного из нескольких (до 49) сигналов. Если на аналоговых входах алгоритма заданы константы, то алгоритм может использоваться для дискретной установки требуемой константы. Функциональная схема алгоритма приведена на рисунок 14. Работа алгоритма переключателя представлена в таблице 16.

Рис.14 Функциональная схема алгоритма ПЕР(57) – Переключатель

Таблица 16

Работа алгоритма ПЕР(57) – переключатель

* – значение сигнала безразлично.

Если на всех дискретных входах Сi, управляющих положением переключателя, сигнал отсутствует (логический "0"), выходной сигнал Y = 0. Если на какой-либо из дискретных входов подается

25

дискретный сигнал Сi = 1, выход алгоритма Y подключается к одноименному аналоговому входу Xi.

Если дискретные сигналы подаются на несколько входов, приоритетен вход с младшим номером.

Сигнал на выходе Y равен сигналу на выбранном входе. Число на выходе N указывает номер выбранного входа. Число переключаемых входов задается модификатором.

1.3 Алгоритм ОГР (48) – ограничение

Алгоритм используется для ограничения верхней и (или) нижней границы диапазона изменения сигнала. Входы-выходы алгоритма ОГР(48) приведены в таблице 17, его функциональная схема приведена на рисунке 15.

Рис.15 Функциональная схема алгоритма ОГР(48) – Ограничение

На двух дискретных выходах DB, DH фиксируются достижение сигналом верхней и нижней границы ограничения. Уровни ограничений задаются настроечными входами ХВ и ХН. Алгоритм будет правильно работать, ХВ > ХН.

Если на каскадный выход

26

ния со значением начальных условий Y0 или команда запрета, эти сигналы транслируются предвключенному алгоритму через каскадный вход Х(К).

2. Моделирование цепи управления исполнительным механизмом постоянной скорости

В автоматических системах регулирования широкое применение в качестве исполнительных механизмов (ИМ) находят ИМ с электродвигателями с постоянной частотой вращения выходного вала. Такие ИМ осуществляют перемещение регулирующего органа (РО) с постоянной скоростью, поэтому в литературе их называют исполнительными механизмами постоянной скорости.

ИМ постоянной скорости может находиться только в трех основных состояниях: перемещение РО с постоянной скоростью S0, неподвижность, перемещение РО в обратную сторону с постоянной скоростью. При достижении крайних положений вала срабатывают концевые выключатели, и ИМ останавливается.

Схема управления ИМ с пусковым устройством показана на рисунке 16. В качестве пусковых устройств, как правило, используют релейные электромагнитные аппараты.

Рис. 16 Схема управления ИМ с помощью электромагнитного пускового устройства

Рис. 17 Статическая характеристика ИМ постоянной скорости

27

Аналитически статическая характеристика запишется в виде системы:

где нч – зона нечувствительности пускового устрой-

ства; dµ/dτ – скорость перемещения РО; Z – сигнал на входе пускового устройства.

Статическая характеристика ИМ постоянной скорости является существенной нелинейной. Ее нельзя линеаризовать с достаточной для практических расчетов точностью при различных диапазонах изменения входного сигнала Z.

Однако такой ИМ может иметь достаточно близкие к линейным характеристики при релейно-импульсном изменении входного сигнала. Если подать на вход ИМ постоянной скорости импульсы напряжения ZH с периодом следования ТПЕР и скважностью:

γ= t имп ,

Тпер

где Тпер = tимп + tпауз;

tИМП – длительность импульса, tПАУЗ – длительность паузы.

Во время поступления импульса ИМ будет перемещаться с постоянной скоростью S0= dµ/dτ = tgα, а во время пауз ИМ будет неподвижен, рисунок 18.

Средняя скорость перемещения РО (Sср) будет равна:

Sср = tgβ = t имп S0 = γ S0 .

Tпер

Модель цепи управления строится из следующих элементов: 1) элемента, формирующего импульсы напряжения ZH с пе-

риодом следования ТПЕР И скважностью в зависимости от величины входного сигнала:

28