лабораторная работа / Lab2 T.E

Федеральное агентство по образованию

Национальный исследовательский университет

ресурсоэффективных технологий

Томский Политехнический университет

Отчет по лабораторной работе №2

по дисциплине «Основы теории управления»

Выполнил:

Студент группы 8В72

____Е.А. Тартаковский

Преподаватель:

______Коновалов В.И.

Томск 2010

Цель работы:

Исследование систем автоматического регулирования с законами регулирования различных типов.

Ход работы:

1 Построить модель системы:

Общая формула ПИД - регулятора:

Рис. 1. Модель системы в Classic 3.01

Здесь:

Блок 1 – входное звено с единичной передаточной функцией;

Блок 2 – И-регулятор;

Блок 3 – П-регулятор;

Блок 4 – Д регулятор;

Блок 5 – Объект регулирования.

Объект регулирования – апериодическое звено 1-го порядка.

Передаточные функции блоков:

1: 1/1;

2: Кпр/(Ти*s);

3: Кпр;

4: Кпр*Тд*s;

5: K/(Ts+1).

Зададим параметры объекта управления:

Кпр = 2; Ти = 3; Тд = 5; T =5.

2 Получим характеристики системы при использовании различных регуляторов. Объект регулирования – апериодическое звено 1-го порядка:

Рис. 2. Характеристика системы при использовании П-регулятора

Ном.Система

Установившееся значение: 0.6667

Время регулирования: 5.0167 с

Перерегулирование: 0.00%

Рис. 3. Характеристики системы при использовании ПИ-регулятора

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 9.2572 с

Перерегулирование: 5.23%

Рис. 4. Характеристики системы при использовании ПИД-регулятора

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 20.2320 с

Перерегулирование: 6.13%

3. Получим характеристики системы при использовании различных регуляторов. Объект регулирования – апериодическое звено 2-го порядка:

Зададим параметры объекта управления:

Кпр = 0.5; Ти = 3; Тд = 5; T =5; V=0.5.

Передаточная функция объекта управления:

K/(T²s²+2TVs+1).

Рис. 5. Характеристика системы при использовании П-регулятора

Ном.Система

Установившееся значение: 0.3333

Время регулирования: 31.0179 с

Перерегулирование: 24.54%

Рис. 6. Характеристика системы при использовании ПИ-регулятора

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 63.4423 с

Перерегулирование: 28.20%

Рис. 7. Характеристика системы при использовании ПИД-регулятора

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 24.9500 с

Перерегулирование: 7.52%

4. Исследовать влияние параметров настройки ПИД-регулятора.

Как изменится вид переходной характеристики при увеличении коэффициента пропорциональности?

Коэффициент пропорциональности 5:

Ном.Система

Установившееся значение: 0.8333

Время регулирования: 28.0521 с

Перерегулирование 51.94%

Коэффициент пропорциональности 50:

Ном.Система

Установившееся значение: 0.9804

Время регулирования: 29.2028 с

Перерегулирование: 80.21%

При увеличении коэффициент пропорциональности увеличивается время регулирования переходного процесса, процент перерегулирования повышается.

Как изменится вид переходной характеристики при увеличении постоянной интегрирования?

Коэффициент пропорциональности 5, постоянная интегрир. 5:

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 190.2433с

Перерегулирование: 74.08%

Коэффициент пропорциональности 5, постоянная интегрир. 50:

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 68.6749 с

Перерегулирование: 32.04%

При увеличении постоянной интегрирования время регулирования переходного процесса уменьшается и процент перерегулирования понижается.

Как изменится вид переходной характеристики при введении дифференцирующей составляющей?

Коэффициент пропорциональности 5, пост. интегрир. 5, пост диф. 5:

Ном.Система

Установившееся значение: 1.0000

Время регулирования: 3.0000 с

Перерегулирование: 0.00 %

При введении дифференцирующей составляющей изменяется вид переходного процесса и уменьшается время регулирования и процент перерегулирования понижается.

Выводы:

Во время выполнения лабораторной работы выполнено исследование систем автоматического регулирования с законами регулирования различных типов. Для регулирования использовались П-, ПИ- и ПИД-регуляторы. При моделировании регуляторы представляются в виде блоков с передаточными функциями усилительного, интегрирующего и дифференцирующего звеньев. Во время работы задавались настроечные параметры регулятора. В качестве объектов регулирования использовались апериодические звенья 1-го и 2-го порядков. Также в последней части работы исследовано влияние параметров настройки ПИД-регулятора на характер переходных процессов в системе.