- •Инструкции
- •Работа №1 принципы функционирования моделирующих пакетов
- •1. Цель работы
- •2. Содержание работы
- •3. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №2 типовые динамические звенья
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №3 принципы и законы регулирования
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №4 анализ устойчивости линейных сар
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №5 оценка качества регулирования
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №6 повышение точности сар
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №7 коррекция сар
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Работа №8 синтез сар
- •1. Цель работы
- •2. Предварительное домашнее задание
- •3. Содержание работы
- •4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
- •Альбом моделей к выполнению предварительных домашних заданий
- •Требуемые программные пакеты
- •Литература
Работа №3 принципы и законы регулирования
Рабочие файлы: [open.vsm] [closed.vsm] [pid.ca4]
1. Цель работы
Ознакомление с принципами разомкнутого и замкнутого регулирования. Исследование процессов преобразования сигналов в каналах типового ПИД-регулятора. Изучение свойств непрерывных законов регулирования: пропорционального (П), интегрального (И), изодромного (ПИ) и вариантов с дифференцирующим каналом (ПД, ПИД).
2. Предварительное домашнее задание
2.1. Составить передаточные функции W(p) для всех блоков структурных схем рабочих файлов (рис. 2).
2.2. Кратко описать назначение и принцип действия электронных схем приведенных на рис. 10 а, б, в, г.
3. Содержание работы
3.1. Изучить параметры сигнала задания g(t) в файле open.vsm. (определить интервалы, где координата задания постоянна, меняется с постоянной скоростью или с постоянным ускорением).
3.2. Включая каналы типового ПИД-регулятора по очереди, изучить, как формируется сигнал воздействия на объект — u(t) из первичной информации —x(t) (файл open.vsm).
3.3. В файлах open.vsm и closed.vsm коэффициенты усиления регуляторов оптимально настроены для управления объектом в соответствии с принципами Понселе (без ОС) и Ползунова-Уатта (с ОС). По своему усмотрению изменить параметры объекта и вновь настроить регуляторы.
3.4. Оценить степень влияния изменений параметров объекта на ошибку регулирования для обоих вариантов управления. При анализе следует учесть, что статическую составляющую ошибки определяет нестабильность коэффициента усиления объекта, а динамическую — его постоянная времени.
3.5. Изучить реализацию ПИД-регулятора на ОУ (файл pid.ca4).
4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета
4.1. Привести общее описание типового ПИД-регулятора (структурная схема, дифференциальное уравнение или передаточная функция, основные параметры).
4.2. Описать принципиальные отличия в формировании сигнала воздействия на объект u(t) каналами типового ПИД-регулятора (сравнительный анализ): а) при малых возмущениях в первичной информацииx(t), и при больших; б) при постоянстве входной координаты, при движении её с постоянной скоростью и с постоянным ускорением. Привести поясняющие графические зависимости.
4.3. Привести переходные процессы: а) при оптимальных настройках регуляторов для разных принципов регулирования объектом; б) для тех же случаев, с теми же настройками, но при отклонениях параметров объекта. Дать пояснения.
4.4. Построить два семейства зависимостей приведенной статической погрешности от изменения коэффициента усиления объекта при разных коэффициентах передачи пропорционального канала регулятора. В первом случае — для управления с ОС, во втором — без ОС. Первое семейство погрешностей привести к сигналу задания 1(t), второе — к среднему значению коэффициента усиления для каждой вариации (семейство вырождается в один график). Пояснить результаты.
4.5. Определить для модели ПИД-регулятора на ОУ коэффициенты усиления каждого канала. Для интегрального и дифференциального каналов необходимо указать граничные (сопрягающие) частоты или соответствующие постоянные времени. Нанести значения параметров на ЛАЧХ & ЛФЧХ регулятора. Выявить соответствие между параметрами и элементами схемы. Описать, какие ограничения накладывает частотная характеристика типового ОУ на параметры ПИД-регулятора. Продемонстрировать изменения сдвига фаз сигналов на характерных участках частотных характеристик, используя сигнал синусоидальной формы. При выполнении экспериментов следует учитывать, что данный ПИД-регулятор инвертирует сигнал.