- •Фам Ван Нгуен
- •Глава 3. Синтез модальных регуляторов для объектов второго порядка с запаздыванием 52
- •Глава 4. Разработка оптимальных по быстродействию регуляторов с наблюдателем для объектов с запаздыванием 85
- •Глава 5. Исследование динамики и практическая реализация модальных регуляторов с наблюдающими устройствами 95
- •Введение
- •Глава 1. Обзор литературы и постановка задачи
- •1.1. Технологические объекты с запаздыванием
- •1.2. Определение класса рассматриваемых объектов управления
- •1.3. Обзор методов синтеза регуляторов для объектов управления с запаздыванием
- •1.4. Постановка задачи исследования
- •Глава 2. Синтез модальных регуляторов для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.1. Разработка обобщенной структурной схемы регулятора с наблюдателем для объектов с запаздыванием
- •2.2. Цифровая модель объекта первого порядка с запаздыванием
- •2.3. Синтез модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.3.1. Синтез статического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.2. Синтеза астатического регулятора состояния для объектов первого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.3. Синтез статического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.4. Синтез астатического модального регулятора состояния для объектов первого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.3.5. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.4. Синтез модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •2.4.1. Синтез астатического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •2.4.2 Синтез астатического наблюдателя для объектов первого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •2.4.3. Исследование динамики системы управления модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •Глава 3. Синтез модальных регуляторов для объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.1. Цифровые модели объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.2. Синтез модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.2.1. Синтез статического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.2.2. Синтез астатического регулятора состояния для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания к периоду квантования
- •3.2.3 Синтез статического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.2.4. Синтез астатического регулятора состояния для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.2.5. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •3.3. Синтез модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектоввторого порядка с запаздыванием.
- •3.3.1 Синтез астатического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае кратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.3.2 Синтез астатического наблюдателя для объектов 2-ого порядка с запаздыванием в случае некратного отношения запаздывания и период квантования
- •3.3.3. Исследование динамики системы управления модального регулятора с астатическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •Глава 4. Разработка оптимальных по быстродействию регуляторов с наблюдателем для объектов с запаздыванием
- •4.1. Обобщенная структурная схема оптимального по быстродействию регулятора для объекта с запаздыванием
- •4.2. Астатический оптимальный по быстродействию регулятордля объекта первого порядка с запаздыванием
- •4.2.1 Структурная схема оптимального по быстродействию регулятора для объектов первого порядка с запаздыванием.
- •4.2.2. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов первого порядка с запаздыванием
- •4.3. Оптимальный по быстродействию регулятор для объектов второго порядка с запаздыванием.
- •4.3.1 Структурная схема оптимального по быстродействию регулятора для объектов второго порядка с запаздыванием.
- •4.3.2. Исследование динамики системы управления модального регулятора со статическим наблюдателем для объектов второго порядка с запаздыванием
- •Глава 5. Исследование динамики и практическая реализация модальных регуляторов с наблюдающими устройствами
- •5.1. Описание комплекса программ, разработанных для исследований динамики систем управления с разработанными регуляторами.
- •5.2. Исследование динамики объекта колебательного вида и неминимально-фазовового объекта.
- •5.2.1. Исследование динамики объекта колебательного вида
- •5.2.2. Исследование динамики неминимально-фазового объекта
- •5.3. Исследование зависимости статической ошибки от отношения запаздывания к периоду квантования.
- •5.4. Рекомендации по практическому применению регуляторов с наблюдающими устройствами
- •5.5. Автоматическая система дозирования аммиака в питательный тракт воды парового котла
- •Заключение
- •Библиографический список
5.3. Исследование зависимости статической ошибки от отношения запаздывания к периоду квантования.
Известно, что в системе управления регулятора со статическим наблюдателем присутствует некоторая статическая ошибка. Это подтверждается результатами исследования, проводимыми в разделах главах 2 и 3. С целью установить зависимости значения статической ошибки от величины отношения запаздывания к периоду квантования проводим соответствующие исследования. Вначале проводим исследования работы модального регулятор со статическим наблюдателем для объектов первого порядка. Используя разработанные комплексы программ, а именно программа под именем MR_MO1.cpp, варьируя значения запаздывания и рассчитывать статические ошибки на выходе имеем следующие результаты:
τ / T |
0 |
0.05 |
0.075 |
0.125 |
0.15 |
0.2 |
0.22 |
0.3 |
0.35 |
0.4 |
0.5 |
Δ Y |
0 |
0.587 |
1.023 |
1.023 |
1.347 |
1.347 |
1.856 |
1.856 |
1.856 |
2.292 |
2.292 |
τ / T |
0.54 |
0.6 |
0.66 |
0.67 |
0.7 |
0.79 |
0.8 |
0.85 |
0.95 |
0.95 |
1.00 |
Δ Y |
2.668 |
2.668 |
2.668 |
2.991 |
2.991 |
2.291 |
3.270 |
3.270 |
3.270 |
3.510 |
3.510 |
τ / T |
1.07 |
1.1 |
1.15 |
1.2 |
1.33 |
1.34 |
1.5 |
1.6 |
1.7 |
1.8 |
1.9 |
Δ Y |
3.716 |
3.716 |
3.716 |
3.894 |
3.894 |
4.18 |
4.18 |
4.29 |
4.29 |
4.392 |
4.476 |
Таблица 1. Значения статической ошибки при разных значениях τ / T
По полученным результатам ( таблица 1) аппроксимацируем с момощью математического аппарата MathCAD (version 11) получаем линию, отображаем зависимость величины статической ошибки от отношения τ / T. Ниже приведен фрагмент документа MathCAD, в котором осуществлена обработка полученных данных.
Рис. 5. 12. Аппроксимация зависимости статической ошибки от значения τ / T
Для объекта второго порядка, будем использовать программу MR_MO2.cpp для исследований. По аналогичным методам, получаем следующие данные.
τ / T |
0 |
0.06 |
0.1 |
0.135 |
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.425 |
0.5 |
0.55 |
Δ Y |
0 |
0.370 |
0.972 |
0.972 |
1.845 |
1.845 |
1.845 |
2.76 |
2.76 |
2.76 |
τ / T |
0.6 |
0.625 |
0.7 |
0.83 |
0.9 |
1.05 |
1.2 |
1.25 |
1.3 |
1.4 |
Δ Y |
2.76 |
3.496 |
3.496 |
4.068 |
4.068 |
4.493 |
4.493 |
4.801 |
4.801 |
4.801 |
τ / T |
1.45 |
1.47 |
1.55 |
1.66 |
1.75 |
1.80 |
1.88 |
1.9 |
1.95 |
2.05 |
Δ Y |
5.019 |
5.019 |
5.019 |
5.172 |
5.172 |
5.172 |
5.278 |
5.278 |
5.278 |
5.278 |
Таблица 2. Значения статической ошибки при разных значениях τ / T
Используя систему MathCAD, обрабатываем полученных данных (таблица 2) можно получать следующую линию, отображаем зависимость величины статической ошибки от отношения τ / T.
Рис. 5. 13. Аппроксимация зависимости статической ошибки от значения τ / T
Таким образом, в обоих случаях (первого и второго порядка) зависимость величины статической ошибки от отношения τ / T имеет вид, приближенный к прямой линии.