16 Рисунок 6 – жлачх, построенная методом запретной зоны уитс.421243.010 пз

(21)

Зададим скорость g’= 12 и ускорение обработки g’’=53 информации, а также показатель колебательности M=1.2, max ошибка регулирования =0,2 (Amax=0.65)

Определяем рабочую точку:

=g’’/g’=53/12=4.44 рад/с – псевдочастота (22)

A= Amax/=0.65/0.2=3.25

Дб

тогда координаты рабочей точки (4.44 рад/с, 10.2 дБ)

Амплитуда на сопрягающих частотах

L1= (23)

L2= (24)

17

В

УИТС.421243.010 ПЗ

ид запретной зоны показан на рис. 7:

Рисунок 7 –Вид запретной зоны

18

И

Рисунок 8 – ЖЛАЧХ, построенная методом запретной зоны

УИТС.421243.010 ПЗ

сходную ЛАЧХ и ЖЛАЧХ разомкнутой системы, построенную методом запретной зоны изобразим на рисунке 8.

Передаточная функция замкнутой системы, скорректированной методом запретной зоны, будет иметь вид:

. (25)

Тогда переходный процесс в замкнутой системе скорректированной методом запретной зоны изобразим на рисунке 9:

Рисунок 9 – Переходный процесс в замкнутой системе, скорректированной методом запретной зоны

Прямые оценки качества переходной характеристики:

1. Время регулирования t_p=1,34 c;

2. Перерегулирование σ=0 %.

Данные показатели качества удовлетворяют заданным требованиям. Несоответствие показателей качества с их расчетными значениями объясняются значительным отличием вида вещественной частотной характеристики скорректированной системы от типовой.

19

УИТС.421243.010 ПЗ

5 СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА

5.1 Синтез непрерывных корректирующих звеньев

Существует несколько способов включения корректирующего звена. Определим желаемую передаточную функцию для каждого из включений и выберем лучшую

Определим желаемую передаточную функцию последовательного корректирующего устройства:

(26)

Упрощенное выражение:

(27)

Определим желаемую передаточную функцию встречно – параллельного непрерывного корректирующего устройства:

(28)

Определим желаемую передаточную функцию параллельного непрерывного корректирующего устройства:

(29)

Так как реализация корректирующего устройства должна быть по возможности более простой, то анализируя формулы (27), (28), (29).

20

УИТС.421243.010 ПЗ

Построим ЛАХЧ последовательного корректирующего устройства

Рисунок 10 – ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства

Полученное корректирующее устройство может быть реализовано в виде усилителя с неким коэффициентом усиления.

C₁

.

Рисунок 11 – Схема последовательного корректирующего устройства

Передаточная функция дифференцирующего четырехполюсника:

, (30)

21

П

УИТС.421243.010 ПЗ

ередаточная функция первого дифференцирующего четырехполюсника:

, (31)

где K_K1=R₂/(R₁+R₂)=0,4255;

T₁=R₁*C₁= 0,0392;

T₂=K_K1*T₁=0,0921.

При этом усилитель должен иметь коэффициент усиления:

К_у=1249/0.0921= 13565 (32)

5.2 Синтез программного корректирующего звена

Перейдем от непрерывной модели объекта к дискретной, для этого воспользуемся в программе MATLAB функцией преобразования непрерывной модели системы в дискретную (с2d) [7].

Ts=0.001;Wdis=c2d(Wp,0.001) , получим передаточную функцию разомкнутой дискретной системы:

(33)

Умножая числитель и знаменатель выражения на z^-1, получим

(34)

Для выражения (34) запишем разностное уравнение в реальном масштабе времени, введя в числитель дополнительный сдвиг на z-1.

;Расчет разностного уравнения

; x - входной сигнал

; y- выходной сигнал

i_port EQU 1lh; номер порта для чтения

22

o

УИТС.421243.010 ПЗ

_port EQU 12h; номер порта для записи

Al EQU 1249;

B1 EQU 1;

Xl DB 0

;выделение памяти под переменные x(k-l), x(k-2), x(k-3)

yl DB 0

; выделение памяти под переменные y(k-l), y(k-2)

; вычисляем значение выражения

y(k)=Al*х1+В1*у1

start: ;метка начала цикла коррекции

in al, i_port; чтение данных из порта

mov al,Al; вычисление слагаемого А1*х1

mov bl, al; сохранение результата в bl

; в результате имеем А1*х1 в регистре bl

mov al, yl; вычисление

mul al, Bl; слагаемого Bl*yl

add bl, al; прибавление к предыдущему результату

mov yl, bl

mov xl, x;

out o_port, bl; вывод управляющего сигнала из bl

jmp start; зацикливание на начало программы

5.3 Выбор корректирующего устройства

23

М

УИТС.421243.010 ПЗ

ощным методом коррекции стало применение программных корректирующих устройств на МП, применение которых позволяет варьировать параметры в широких пределах и быстро их изменять без изменения технического исполнения системы (это также важно при коррекции старения элементов системы программным способом, тогда как замена аналоговых устройств в данном случае не рациональна). Еще одним достоинством данного способа является точное выполнение зависимостей корректирующего устройства, тогда как для аналоговых корректирующих устройств трудно добиться точности, так как трудно точно подобрать номинал элементов в соответствии с расчетным.

Сравнивая эквивалентное время задержки на корректирующих устройствах (суммируя время задержки на аналоговых элементах включенных последовательно и выбирая большее из времен параллельно включенных) с временем необходимым на программную коррекцию (число тактов необходимых на реализацию операции умножения сигнала рассогласования на коэффициент ошибки) приходим к выводу, что программная коррекция более эффективна.

Поскольку в системе уже есть встроенный МП, то применение аналогового корректирующего устройства экономически нецелесообразно, так как добавляются новые элементы.

В виду всего вышеперечисленного выбираем программную коррекцию.