За знайденими виразами побудуємо залежність С 0 (С 1), яка при m=0 відповідає кривою D-розбиття, а при m=0.26 кривої за якою визначаються оптимальні параметри налаштування ПІ-регулятора, відповідні заданій ступеня колебательности.
Таблиця 6
wC1C00-0,500,04-0,4890,0010470,16-0,250,0154580,24-0,123510,0323840,32-0,057760,0526780,4-0,007050,0736740,480,0474940,0922320,560,1047860,1047360,640,1637160,1070950,720,2231790,0947440,7680,2586540,0781950,880,339290,0052750,8870,34418-0,00114
Малюнок 11. Крива D-розбиття і крива оптимальних налаштувань одноконтурной системи
За малюнком 11 визначаємо оптимальні параметри настройки регулятора для одноконтурной системи:
6.2 Розрахунок оптимальних налаштувань регуляторів для каскадної системи
Також як і для одноконтурной системи скористаємося методом розширених частотних характеристик. Визначимо оптимальні настройки коригуючого контуру. Так як в нього включений ПІ-регулятор, то скористаємося формулою (31):
У цьому випадку зворотна передатна функція еквівалентного об'єкта:
Підставами в (35) і визначимо речову і уявну частини зворотного передавальної функції еквівалентного об'єкта управління:
Тоді вираз (33) буде виглядати наступним чином:
Будуємо залежність с0 (с1) при m=0.26:
Таблиця
Малюнок 12. Крива D-розбиття і крива оптимальних налаштувань для
ПІ-регулятора каскадної системи
На кривій оптимальної настройки в області стійкості вибираємо робочу точку і знаходимо значення параметрів і:
Визначимо оптимальні настройки стабілізуючого контуру, до якого включено П-регулятор. Для цього скористаємося формулою:
(35)
Підставивши в (35) і виділивши уявну і речову частини, отримаємо:
Будуємо в одній координатної площини залежність криву D-розбиття при m=0.26. На осі ReW01 * всередині області стійкості вибираємо настроювальний параметр стабілізуючого П - регулятора:
Таблиця 8
wReW * Е1 JmW * Е1 00,83010,80,1320,750,2630,70,3840,640,550,580,6160,510,7270,440,8380,360,9390,281,02100,191,11110,11,19120,011,27
Малюнок 13. Крива D-розбиття і крива оптимальних налаштувань для П-регулятора каскадної системи
7.Расчёт і побудова перехідних процесів
Для наочності отриманих результатів розрахунку одноконтурной і каскадної систем, а також для визначення показників якості перехідного процесу, побудуємо криві перехідних процесів для кожної з отриманих систем. В даний час існує велика кількість прикладного програмного забезпечення, що дозволяє моделювати будь-які види перехідних процесів із заданими показниками якості, контролювати поведінку системи, змінюючи будь-які параметри, проводити перевірку системи на працездатність, безпека, стійкість і т.д. До таких програм можна віднести Matlab, пакет VisSim і т.д.
Для моделювання перехідних процесів в цій роботі буде використано пакет VisSim.
7.1 Розрахунок і побудова перехідного процесу в одноконтурной системі управління
Як відомо, для отримання перехідного процесу необхідно на вхід системи подати ступеневу одиничний вплив. Перехідний процес в цьому випадку визначається структурою об'єкту і параметрами регулятора.
На рис.15 представлена ??блок схема, для побудови перехідного процесу в одноконтурной системі.
Малюнок 16. Модель одноконтурной системи
Малюнок 16. Графік перехідного процесу в одноконтурной системі
Для оцінки якості перехідного процесу скористаємося прямими і непрямими показниками якості.
1. Час перехідного процесу tp визначається як проміжок часу, через який величина сигналу увійде в зону допустимої помилки 2 ?,? =5%, за графіком визначаємо tp=хв;
2. Перерегулювання%;
. Коливальність - число коливань за час перехідного процесу -;
4. Ступінь загасання;
7.2 Розрахунок і побудова перехідного процесу в каскадної системі управління
На рис.17 представлена ??блок схема, для побудови перехідного процесу в каскадної системі.
