4.3.2. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием

На рис.7 показаны графики отработки задания и возмущения в оптимальной по быстродействию цифровой системе управления объекта второго порядка с запаздыванием.

Рис.4.7. График отработки задания и возмущения системы управления.

Как видно из графика процесс носит оптимальный по быстродействию характер. Однако при отработке возмущения наблюдается появление небольшой статической ошибки. Так, наприме, при возмущения -20%, величина статической ошибки составляет 0.19%, что на практике вполне допустимо.

Глава 5. Исследование динамики и практическая реализация модальных регуляторов с наблюдающими устройствами

В этом разделе мы приведем исследование работы синтезированных модальных регуляторов с наблюдателем для разных классов объектов и в разных условиях. А также приведем реализацию его на практике для управления процессом дозирования аммиака в питательный тракт воды, подаваемой в котельно-турбинный цех Ефремовской ТЭЦ Тульской области.

5.1. Описание комплекса программ, разработанных для исследований динамики систем управления с разработанными регуляторами.

Для целей исследования динамики систем управления различными объектами с разработанными регуляторами были написаны 6 программ на языке программирования С++:

- первая программ написана для исследования работы модального регулятора с наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием (файл текста программ - MR_MO1.cpp);

- вторая – для модального регулятора с наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием, а также для объекта типа колебательного звена и неминимально-фазовового объекта (файл текста программ - MR_MO2.cpp, MR_MO2KZ.cpp, MR_MO2MF.cpp);

- третья – для оптимального по быстродействию регулятора с наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием(файл текста программ - OBR_MO1.cpp);

- четвертая – для оптимального по быстродействию регулятора с наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием (файл текста программ - OBR_MO2.cpp).

Структура этих программ имеет общий вид. Так, во всех программах присутствуют следующие классы и подпрограммы:

1. Класс объекта (первого, второго и третьего порядка с запаздыванием, объекта типа колебательного звена и неминимально-фазовового объекта). В этом классе имеется 2 подпрограммы (по терминологии объекто-ориентированного программирования эти подпрограммы называют методами класса). Первая подпрограмма рассчитывает коэффицентов (a₁, a₂, b₁, b₂, b₃, b₄) цифрового описания объекта из параметров непрерывной формы (K,T₁,T₂,T₃,H). Вторая подпрограмм рассчитывает выходной значения от входного.

2. Класс наблюдателя полного порядка (статического и астатического для объектов первого и второго порядка с запаздыванием). В этом классе для каждого случая (статического или астатического наблюдателя) тоже имеется 2 подпрограммы. Первая подпрограмма рассчитывает коэффицентов наблюдателя полного порядка (L₁, L₂,… L_M+4, L_q) в зависимости от типа наблюдателя и описания модели объекта. Вторая подпрограмм введет расчет внутренние переменные состояния модели объекта (x₁, x₂, x_3…)

3. Класс регулятора (модального для объектов первого и второго порядка с запаздыванием, оптимального по быстродействию для объектов первого и второго порядка с запаздыванием). Здесь формируются управляющие сигналы (по соответствующему алгоритму регулятора) для передачи во вход объекта;

4. Класс графика. Здесь выполняет масштабирования экран в зависимости от значения период квантования, рисует оси и выводит графики на экран.

5. Основная программа, где реализуется алгоритма управления, вызывая соответствующие подпрограмм и получит управления от пользователя.