ЗМІСТ
Завдання на курсову роботу
. Дослідження стійкості керованого об'єкта
. Складання цифрової моделі об'єкта
. Отримання перехідної характеристики об'єкта по каналу управління «у-х» методом цифрового моделювання
. Аналітична перевірка результатів моделювання об'єкта
. Ідентифікація об'єкта по перехідній характеристиці і орієнтовний розрахунок настроювальних параметрів регулятора
. Уточнення настроювальних параметрів регулятора та отримання перехідних характеристик каналами «х з -х» і «zx»
Висновок
Список літератури
ЗАВДАННЯ НА КУРСОВУ РОБОТУ
Для заданої замкнутої лінійної системи управління з негативним зворотним зв'язком, що складається з регулятора (Р) і керованого об'єкта (УО), вибрати параметри настройки ПІД-регулятора, що забезпечують апериодический перехідний процес по каналах впливу «х з -х »(« z-х »).
Функціональна структура системи показана на малюнку 1.
Рисунок 1 - Функціональна структура системи управління
Керований об'єкт складається їх чотирьох типових динамічних ланок, з'єднаних між собою в певній послідовності з утворенням двох замкнутих контурів.
Алгоритмічна структура керованого об'єкта представлена ??на малюнку 2.
Малюнок 2 - Алгоритмічна структура керованого об'єкта
У керований об'єкт включені наступні динамічні ланки:
1) - ідеальне інтегруюча ланка;
2) - інтегро-дифференцирующее ланка з переважанням диференціювання;
3) - інерційне ланка 2-го порядку;
4) - ланка запізнювання.
1. ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ КЕРОВАНОГО ОБ'ЄКТА
Визначимо стійкість керованого об'єкта при заданих параметрах вхідних у нього динамічних ланок.
Так як об'єкт управління містить два замкнутих контуру, його стійкість буде забезпечена тільки за умови стійкості кожного з контурів.
Стійкість замкнутих контурів визначимо за АФЧХ розімкнутих контурів використовуючи основну формулювання критерію стійкості Найквіста. Запаси стійкості контурів по амплітуді і фазі визначимо за ЛАЧХ і ЛФЧХ розімкнутого контуру. Запас стійкості по амплітуді A повинен становити не менше 0,4 в комплексних координатах або не менше 8дБ в логарифмічних координатах.
Запас стійкості по фазі?- Не менше 30 ?. Якщо контур стійкий, але має недостатню величину запасів стійкості, зазначені запаси необхідно забезпечити зміною параметрів ланок без зміни їх типу. [1] Перевірку стійкості виділених контурів об'єкта управління будемо здійснювати при допомогою комплексу Control System Toolbox, що розташовує ефективними засобами перевірки стійкості контурів за критерієм Найквіста і обчислення запасів стійкості. Перевіримо стійкість внутрішнього контуру. Для цього складемо програму в Matlab, лістинг якої представлений нижче:
w3=tf ([3], [2 Будiвництво 1 1]); % Опис ланки W3
[num, den]=pade (3,10);
w4=tf ([num], [den]); % Опис ланки W4
we1=series (w3, w4); % Послідовне з'єднання ланок W3 і W4
nyquist (we1); % АФЧХ розімкнутого контуру
pause;
margin (we1); % ЛАЧХ і ЛФЧХ розімкнутого контуру
У результаті виконання програми були отримані графіки АФЧХ і ЛАЧХ, показані на малюнку 3.
Згідно з основною формулюванні критерію Найквіста замкнута система стійка, якщо АФЧХ розімкнутого контуру при зміні частоти від 0 до не охоплює точку з координатами (- 1; j0) [2].
Як видно з малюнка 3а, отриманий графік АФЧХ не задовольняє умові стійкості за критерієм Найквіста. Для досягнення стійкості внутрішнього контуру поміняємо параметри ланок, що входять в цей контур. Після зміни передавального коефіцієнта інерційного ланки 2-го порядку до k=0,25, отримаємо нові графіки АФЧХ і ЛАЧХ, показані на малюнку 4.
а) б)
Малюнок 3 - а) АФЧХ внутрішнього контуру об'єкта із заданими параметрами ланок; б) ЛАЧХ і ЛФЧХ внутрішнього контуру об'єкта із заданими параметрами ланок
а) б)
Малюнок 4 - а) АФЧХ внутрішнього контуру об'єкта зі зміненими параметрами ланок; б) ЛАЧХ і ЛФЧХ внутрішнього контуру об'єкта зі зміненими параметрами ланок
За АФЧХ на малюнку 4а видно, що внутрішній контур придбав стійкість, а по малюнку 4б видно, що забезпечені необхідні запаси стійкості по амплітуді (Gm=8,47dB) і по фазі (Pm=Inf).
