
- •1. Анализ динамических свойств объекта во временной и частотной областях
- •1.1 Канал регулирования
- •1.1.1 Построение переходного процесса:
- •1.1.2 Построение амплитудо-частотной характеристики:
- •1.2 Первый канал возмущения
- •1.2.1 Построение переходного процесса:
- •1.2.2 Построение амплитудо-частотной характеристики:
- •1.3.2 Построение амплитудо-частотной характеристики:
- •1.3.3 Построение фазо-частотной характеристики.
- •1.3.4 Амплитудо-фазовая характеристика.
- •1.4 Третий канал возмущения
- •1.4.1 Построение переходного процесса:
- •1.4.2 Построение амплитудо-частотной характеристики:
- •1.4.3 Построение фазо-частотной характеристики.
- •1.4.4 Амплитудо-фазовая характеристика.
- •2.1 Построение графиков расширенных амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик
- •2.2. Расчет и построение кривой с заданной степенью колебательности в плоскости настроек пи-регулятора(s0-s1)
- •2.4 Построение амплитудно-фазовой характеристики разомкнутой системы определение запасов устойчивости по модулю и по фазе
- •3.1 Построение переходного процесса в замкнутой системе по каналу управления.
- •3.2 Расчет переходного процесса в замкнутой системе автоматического регулирования по каналам возмущения
- •3.2.1 Первый канал возмущения
- •3.2.2 Второй канал возмущения
- •3.2.3 Третий канал возмущения
- •4.1 Анализ свойств объекта при отсутствии запаздывания
- •4.1.1 Переходный процесс
- •5. Определение оптимальных настроечных параметров пропорционально-интегрального регулятора
- •5.1.Расчет расширенных частотных характеристик объекта по каналу регулирования.
- •5.2. Построение кривой с заданной степенью колебательности в плоскости настроек пи-регулятора(s0-s1)
- •5.3 Определение оптимальных настроек пи-регулятора
- •5.4 Построение амплитудно-фазовой характеристики разомкнутой системы определение запасов устойчивости по модулю и по фазе
- •6.2 Построение переходного процесса с настройками выбранными левее оптимальных.
- •6.3 Построение переходного процесса с настройками выбранными правее оптимальных.
- •7.1 Первый канал возмущения
- •7.2 Второй канал возмущения
- •7.3 Третий канал возмущения
- •8 Определение нулей и полюсов передаточных функций замкнутой системы.
- •8.1 Канал управления
- •8.2 Первый канал возмущения
- •8.3 Второй канал возмущения
- •8.4 Третий канал возмущения
- •10 Определение оптимальных настроечных параметров пропорционально-дифференциального регулятора
- •10.1 Вывод формул для расчета настроек пд- регулятора – s2 и s1
- •10.2 Выбор пар настроек пд- регулятора.
- •10.3 Расчет амплитудно-фазовой характеристики разомкнутой системы и определение запасов устойчивости по модулю и фазе
- •11. Расчет переходного процесса в замкнутой системе автоматического регулирования по каналу управления
- •12. Расчет переходного процесса в замкнутой системе автоматического регулирования по каналам возмущения
- •12.1 Первый канал возмущения
- •12.2 Второй канал возмущения
- •12.3 Третий канал возмущения
- •13. Определение нулей и полюсов передаточных функций замкнутой системы по каналам управления и возмущения
- •13.1 Канал управления
- •Список используемой литератуы
7.1 Первый канал возмущения
Передаточная функция по первому каналу возмущения имеет вид:
, гдеk
= 0,5; b1.1
= 1;
Передаточная функция замкнутой системы по первому каналу возмущения имеет вид:
,
где
;
Получим:
;
S0 и S1 - оптимальные настройки ПИ-регулятора при =0
S1=1.026, S2=0.005051, b1=5, K=1
В передаточной функции замкнутой системы заменим р на j
где
;
;
График для вещественной частотной характеристики замкнутой системы по первому каналу возмущения представлен на рис. 50.
Рисунок 50 – ВЧХ по первому каналу возмущения
Рассчитаем переходный процесс по первому каналу возмущения с помощью следующего выражения:
;
Данные для построения переходного процесса по первому каналу возмущения представлены в таблице 7.1
Таблица 7.1
t |
0 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
h(t) |
0 |
0.216 |
0.585 |
0.371 |
0.356 |
0.324 |
0.295 |
0.266 |
0.24 |
Переходный процесс изображён на рис. 51.
Рисунок 51 – Переходный процесс по первому каналу возмущения
7.2 Второй канал возмущения
где
k
= 0,5; b1.2
= 6; τ
= 3
S0 и S1 - оптимальные настройки ПИ-регулятора при =0
S1=1.026, S2=0.005051, b1=5, K=1;
Формула для вещественной частотной характеристики замкнутой системы по каналу возмущения выведена в предыдущем пункте и имеет вид:
,
где
;
;
График ВЧХ замкнутой системы по второму каналу представлен на рис. 52.
Рисунок 52 – ВЧХ по второму каналу возмущения
Рассчитаем переходный процесс по второму каналу возмущения с помощью следующего выражения:
;
Данные для построения переходного процесса по первому каналу возмущения представлены в таблице 7.2
Таблица 7.2
t |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
40 |
60 |
h(t) |
0 |
0.116 |
0.01 |
-0.05 |
0.032 |
-0.008 |
-0.01 |
-0.004 |
0 |
Переходный процесс изображён на рис. 53.
Рисунок 53 – Переходный процесс по второму каналу возмущения при наличии(сплошная линия) и отсутствие запаздывания (пунутир).
7.3 Третий канал возмущения
,
где k
= 0,5; b3.2
= 400; b3.1
= 32; τ
= 10;
;
;
S0 и S1 - оптимальные настройки ПИ-регулятора при =0
S1=1.026, S2=0.005051, b1=5, K=1;
,
где
;
;
График ВЧХ замкнутой системы по третьему каналу возмущения изображён на рис. 54.
Рисунок 54 – ВЧХ по третьему каналу возмущения
Рассчитаем переходный процесс по второму каналу возмущения с помощью следующего выражения:
;
Данные для построения переходного процесса по первому каналу возмущения представлены в таблице 7.3
Таблица 7.3
t |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
80 |
100 |
h(t) |
0 |
0.004 |
-0.006 |
-0.01 |
-0.01 |
-0.009 |
-0.007 |
-0.003 |
-0.002 |
Переходный процесс по третьему каналу возмущения при отсутствии запаздывания по каналу управления представлен на рис. 55.
Рисунок 55 – Переходный процесс по третьему каналу возмущения
8 Определение нулей и полюсов передаточных функций замкнутой системы.
Для получения корневых показателей качества системы управления необходимо рассчитать корни полиномов числителя и знаменателя передаточной функции замкнутой системы для случаев, когда запаздывание в канале регулирования равно нулю. Для этого необходимо в общие функции замкнутой системы подставить конкретные выражения передаточных функций объекта и регулятора и привести Wзс(p) к отношению произведений полиномов.
Определение полюсов передаточной функции необходимо производить для каждого сомножителя характеристического полинома отдельно.