24. Получение в Simulink для системы с пид регулятором

устойчивого/неустойчивого состояния системы управления.

См вопрос 28.

24. Устранение в системе с пид регулятором статической ошибки.

См вопрос 29.

24. Методика настройки пид регулятора.

Параметры регулятора настраиваются по виду переходного процесса на единичное задающее воздействие. При очередной смене коэффициентов строится переходной процесс и анализируется его вид. Методика настройки заключается в следующем:

1. Отключить интегральную и дифференциальную составляющие регулятора.

2. Постепенно увеличивая коэффициент пропорциональной составляющей найти предельное значение, при превышении которого система становится неустойчивой.

3. Уменьшая коэффициент пропорциональной части получить устойчивую систему с затухающим переходным процессом со следующими показателями качества- перерегулирование 20-30%, количество колебаний 1.5-2. При этом возможно наличие остаточной ошибки.

4. Подключается интегральная составляющая с малым значением коэффициента.

5. Постепенно увеличивая коэффициент интегральной составляющей добиваются получения переходного процесса с постоянными или медленно расходящимися колебаниями.

6. Подключают дифференциальную составляющую с малым коэффициентом и постепенно увеличивая его, получить устойчивый затухающий переходной процесс с 1.5-2 колебаниями и перерегулированием 20-30%.

7. Увеличивая дифференциальную составляющую попытаться уменьшить время регулирования при тех же перерегулировании и количестве колебаний переходного процесса.

Показать методику настройки регулятора методом моделирования в Simulink

24. Введение в нелинейные системы управления. Существенные отличия от линейных.

К нелинейным системам относятся системы при наличии элементов с существенными нелинейностями типа релейной характеристики, зоны нечувствительности, зоны насыщения и др.

В линейных системах при положительных корнях системы имеют место расходящиеся неустойчивые колебания системы, которые при разработке системы стараются исключить. На мощности элементов систем ограничены, и расходящиеся колебания имеют ограничения. При этом появляются нелинейные эффекты. Кроме того, нелинейные системы создаются целенаправленно. Например, релейные системы просты и часто позволяют добиться приемлемых результатов. Эти особенности требуют применения других методов анализа систем.

Нелинейные системы при анализе приводятся к типовой структурной схеме, включающей нелинейный элемент и один линейный элемент, к которому приводятся все линейные элементы системы. Методика анализа заключается в следующем:

1. Составляются уравнения отдельных элементов с линеаризацией несущественных нелинейностей.

2. Составляется структурная схема системы.

3. Преобразуется структурная схема и выделяются линейная и нелинейная части.

4. Производится анализ системы.

При анализе удобно выбирать в качестве выходных переменных воздействия, поступающие на вход нелинейного элемента.

Основные задачи исследования нелинейных систем.

1. Отыскание возможных состояний равновесия и исследование их устойчивости.

2. Выявление периодических движений, определение их параметров, анализ устойчивости.

3. Исследование переходных процессов из начальных точек к равновесным состояниям или автоколебательным.

4. Исследование точности системы.

24. – 42. Типовые нелинейности. Математическая модель релейного элемента без зоны нечувствительности без гистерезиса и с гистерезисом, с зоной нечувствительности без гистерезиса, с гистерезисом.