Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МУ_ЛР_ТСАиУ.doc
Скачиваний:
35
Добавлен:
05.09.2019
Размер:
4.77 Mб
Скачать

Интегральная оценка качества

Интегральная оценка качества относится к аналитическим методам исследования качества системы и даёт общую оценку времени регулирования и степени отклонения управляемой величины от установившегося значения в переходном процессе в совокупности, без нахождения того и другого в отдельности [2,7].

Простейшей интегральной квадратичной оценкой является оценка вида:

,

где – ошибка системы;

g(t) – задающее воздействие;

y(t) – регулируемая величина.

Если ε(t) имеет постоянную составляющую в виде установившегося значения εуст, то интеграл будет расходящимся, поэтому в качестве ошибки берут динамическую ошибку системы εдин(t), то есть отклонение регулируемой величины y(t) от установившегося значения

.

Выбор оптимальных параметров управляющего устройства по минимуму интегральной оценки

При заданной структуре САУ задача выбора параметров сводится к следующему – необходимо отыскать такие значения изменяемых параметров, при которых квадратичная интегральная оценка становится минимальной.

В системе автоматического управления, которая исследуется в лабораторной работе, переменным параметром является постоянная времени интегратора Ти. Все остальные постоянные времени и коэффициенты передачи неизменны. Следовательно, задача состоит в определении оптимального значения , при котором I0 = min. В качестве управляющего устройства рассматриваются И и ПИ– регуляторы.

При Т12 получим выражения интегральной квадратичной оценки качества системы для регуляторов:

И: ;

ПИ: .

Искомое значение , при котором квадратичная оценка имеет минимум, найдем, дифференцируя описанные выше выражения по Ти и приравнивая производную нулю. Окончательно имеем:

  • для ПИ–регулятора ;

  • для И–регулятора .

При схемотехнической и программной реализации рассмотренных регуляторов удобнее пользоваться коэффициентом передачи интегрирующего блока, который является обратной величиной по отношению к постоянной времени. В управляющей системе СУЛ-3 суммарный коэффициент передачи интегрирующего блока определяется двумя параметрами Ки и Си

.

Откуда получим значение оптимального суммарного коэффициента передачи интегрирующего блока. При использовании ПИ–регулятора он равен

.

Для И–регулятора оптимальный коэффициент передачи интегрирующего блока равен

.

4. Лабораторное задание

  1. Собрать схему моделирования линейной САУ (рис. 6), задав параметры системы в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

Тип регулятора

Параметры САУ

Кп

Ки

К0∑

Т01

Т02

П

0,05 ÷ 1

0

10

И

0

0,05 ÷ 10с-1

1

ПИ

1

0,05 ÷ 10с-1

1

  1. Для САУ с П–регулятором рассчитать установившуюся ошибку εуст. Построить график зависимости , где .

  2. Снять экспериментальную зависимость для САУ с П–регулятором. Сопоставить результаты эксперимента с расчётными.

  3. Пронаблюдать величину установившейся ошибки системы при использовании И и ПИ–регуляторов и сделать выводы.

Рис. 6. Схема соединения к лабораторной работе № 1

  1. Рассчитать область возможных значений суммарного коэффициента передачи интегрирующего блока Ки, при которых выполняется условие устойчивости САУ. Расчёт выполнить отдельно для И и ПИ–регуляторов с учетом приведенных в таблице параметров.

  2. Проверить экспериментально выполнение условий устойчивости для И и ПИ–регуляторов.

  3. Рассчитать оптимальные значения суммарного коэффициента передачи интегрирующего блока Ки для И и ПИ– регуляторов. Проверить выполнение условий устойчивости систем при Ки= Киопт.

  4. Определить экспериментально зависимости интегральной оценки от суммарного коэффициента передачи Ки для И и ПИ– регуляторов. Представить полученные результаты в виде таблиц и графиков . Найти оптимальные значения суммарного коэффициента передачи интегрирующего блока Ки для И и ПИ– регуляторов по полученным экспериментальным данным.

  5. Для САУ с И и ПИ–регуляторами экспериментально исследовать переходный процесс. Определить величину перерегулирования σ% и время переходного процесса tр при следующих значениях суммарного коэффициента передачи интегрирующего блока:

Ки= 0,2×Киопт; Ки= Киопт; Ки= 2×Киопт.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]