7. Построение желаемой лах системы

Построим желаемую ЛАХ по качественным характеристикам на основании технического задания:

 = 25%, t_p = 0,5c.

1. Используя номограмму Солодовникова, вычислим перерегулирование системы [3]:

По кривой при P_max = 1,2.

P_min = 1 - P_max = 1 - 1,2 = -0,2.

По формуле:

,

 (P_max) = 25% - 0,3 (0,2) 100% = 25% - 6% = 19%.

 (P_max) = 19%. По номограмме P_max = 0,9.

2. Найдем частоту среза желаемой ЛАХ.

Известно, что: .

Из номограммы Солодовникова находим:

R = 2, при P_max = 0,9, t_p = 0,5c., тогда:

Выбираем частоту среза: w = (9060)w_п = 11.

Из условий =25%, L = 20дб – граница среднечастотной области.

8. Определение передаточной функции корректирующего устройства

1. Для построения ЛАХ корректирующего устройства вычитаем из ЛАХ желаемой ЛАХ неизменяемой части.

2. Находим частоы сопряжения полученной ЛАХ:

₁ = 11, ₂ = 12,6, ₃ = 80, ₄ = 100, ₅ = 110, ₆ = 860.

Тогда, постоянные времени передаточной функции корректирующего устройства будут равны:

T₁ = 0,09, T₂ = 0,08, T₃ = 0,012, T₄ = 0,01, T₅ = 0,009, T₆ = 0,001.

3. Коэффициент усиления полученного корректирующего устройства:

k=35,84.

4. Тогда частотная передаточная функция корректирующего устройства:

_.

Система устойчива – устойчива по амплитуде, запас по фазе 83^О – отсюда следует, что можно сделать вывод что полученная система управления, содержащая синтезированное нами корректирующие устройство, устойчива.

5. Теперь чтобы получить передаточную функцию данного корректирующего устройства из его частотной передаточной функции, нужно сделать обратные преобразования тем, которые мы делали выше.

В частотную передаточную функцию подставляем:

.

Получаем:

.

Теперь вместо w подставим z:

.

Получаем:

.

Это и есть искомая передаточная функция.

9. Получение алгоритма расчета управляющего воздействия

Для того, чтобы полученную передаточную функцию реализовать в виде программы на микропроцессоре, нужно представить ее в разностном виде. Для этого разделим числитель и знаменатель на z в максимальной степени и запишем выражение для U(t), учитывая, что z в отрицательной степени означает сдвиг назад на количество дискретов, равное степени z.

Получим разностное уравнение, по которому можно рассчитать управляющее воздействие:

…

где w(t) – угловая скорость, а U(t) – управляющие воздействие.

Теперь реализовав данную формулу в виде программы, и заложив ее в память микропроцессора, мы можем реализовать полученную нами передаточную функцию корректирующего устройства и всю систему в целом.

10. Микропроцессорные системы фирмы Омрон

Микропроцессорные средства широкого применения, в частности фирмы Омрон, позволяют снижзить стоимости системы управления. В данном случае используется микропроцессорный комплекс на основе программируемого контроллера ПК (центральное процессорное устройство ЦПУ типа C200HECPU42-E).

Микропроцессорная система на основе ПКC200HECPU42-E включает модуль ПК, блок питания БП, стандартные и дополнительные модули УСО, обеспечивающие связь ЦПУ с датчиками и исполнительными механизмами объекта управления. Все это монтируется на базовой панели ЦПУ. Компьютер данной базовой конфигурации может подключать 2-3 панели расширения (в зависимости от тип ЦПУ и необходимого числа входов/выходов объекта).

Для поддержания C200HECPU42-E используются различные периферийные устройства, обеспечивающие подключение программатора, линий связи и сетей, портов RS232 и RS432, кассет памяти и др.

УСО микропроцессорной системы имеет очень широкий спектр модулей:модули ввода/вывода дискретной информации, модули высокочастотных счетчиков, модули позиционирования, модули ввода/вывода аналоговой информации, модули температурных датчиков, модули ASCII, модули записи голосовых сообщений, модули логики, модули управления температурой, модули удаленных входов/выходов, модули оптических систем и др.

Центральной процессорное устройство ЦПУC200HECPU42-E. представляет собой модуль, включающий непосредственно процессор, устройства памяти, кассеты дополнительной памяти, порт RS-232, периферийный порт, индикаторы, панели систем связи и сетей и др.

ЦПУ содержит программу, к которому подключены устройства ввода/вывода. Программа управляет ЦПУ таким образом, что при появлении какого-либо сигнала на входном устройстве ЦПУ реагирует на него согласно введенному алгоритму. Для осуществления управления ПК постоянно сканирует программу заложенную в памяти. Программы пользователя выполняются как часть цикла ПК.

Функциональная схема системы управления усилием натяжения волокна.

Блок схема существующей системы управления

Функциональная схема автоматизации.

Таблица. . Сравнительный анализ существующей и разрабатываемой систем.

N п/п	Необходимые функции оптимальной системы управления	Реализация фун-кций системы		Приложения
		Сущест-вующие	Разраба-тываемые
1	Автоматизированный вывод всей технологической линии на производительность.		+	В существующей системе большая вероятность обрыва или провисания и сгорания волокон при изменении производительности.
2	Отработка возмущений на скорость вальцев.	+	+
3	Оптимальное распределение вытяжки по переходам технологической линии			Необходимость оптимального программного управления.
4	Автоматизированный вывод технологической линии на заданные значения вытяжек по переходам.		+	В существующей системе есть большая вероятность обрыва или сгорания волокон при изменении вытяжки.
5	Отработка возмущений по структуре исходного ПАН волокна.		+	Частичная.
6	Автоматический останов линии при отказе одних или более вальцев.		+