Разработка системы управления
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
дем интегральный регулятор.
Рисунок 5 - Структурная схема СУ с интегральным регулятором
Рисунок 6 - График структурной схемы СУ с интегральным регулятором
система управление устойчивость гурвиц
4. Расчет устойчивости Гурвица
Характеристическое уравнение:
Строится главный определитель Гурвица и его диагональные миноры
= = = =
Решение: =0.32; =-0.33; = -0.75; = 0.21.
Критерий: при a0>0 для устойчивости СУ необходимо и достаточно выполнение условий: .
Критерий не выполняется, следовательно, СУ неустойчива.
5. Моделирование переходных процессов
При активной закладке Основные выбираем численный метод, например, Рунге-Кутта 45 модиф. и вводим параметры расчета, представленные на рисунке7.
Рисунок 7 - Параметры расчета
Далее необходимо переместить курсор на командную кнопку Да и щелкнуть левой кнопкой мыши: запускается созданная задача на счет. Выводится сообщение: Ошибка: Заданная точность не обеспечивается. Данные расчета показывают, что внешне вид переходного процесса не изменился при резком уменьшении минимального шага интегрирования, так как при первоначальном минимальном шаге интегрирования (0.001) заданная точность не обеспечивалась только на 1-ом шаге моделирования.
Данные расчета свидетельствуют, что при К1 = 1 СУ устойчива и переходной процесс сходящийся.
6. Задание варьируемого параметра как глобального
Процедура задания глобального параметра выполняется в окне редактор глобальных параметров проекта. Необходимо ввести K=1. На рисунке 8 представлена копия окна Редактора Глобальных параметров.
Рисунок 8 - Редактор глобальных параметров
После необходимо открыть диалоговое окно интегратора и изменить значение коэффициента усиления с 1 (число) на параметр К (символ).
7. Формирование локальных критериев оптимизации
Вставим субмодель. Для этого через окно Открытие субмодели выберем файл time_p_p.. Выше описанная схема с измерителем времени ПП представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Вид схемного окна
Далее необходимо перенести курсор на субмодель и открыть субмодельное Схемное Окно, представлено на рисунке 10.
Рисунок 10 - Измеритель времени переходного процесса
В поле Величина трубки в 1-ой диалоговой строке изменили 0.05 на 0.04 , что соответствует 5 %-ной трубке. Далее необходимо установить следующие параметры оптимизации, представленные на рисунке 11.
Рисунок 11 - Параметры оптимизации (Параметры).
Откроем диалоговое окно Параметры оптимизации, перейдем на вкладку Критерии, где необходимо ввести данные, представленные на рисунке 12.
Рисунок 12 - Параметры оптимизации (Критерии)
В меню Оптимизация выберем опцию Расчет: появилось окно Результаты оптимизации, представленное на рисунке 13.
Рисунок 13 - Результаты оптимизации
Выбираем Применить. Далее в результате моделирования получился график, представленный на рисунке 14.
Рисунок 14 - График
8. Исследование устойчивости СУ
В Схемное Окно поставили 2 блока В память и провели к ним линии связи, представленные на рисунке 15.
Рисунок 15 - Структурная схема с блоками В память
В меню Анализ выбрали пункт Частотный анализ. В открывшемся диалоговом окне Параметры частотного анализа ввели значения первых 3-х параметров, указанных на рисунке 16.
Рисунок 16 - Параметры частотного анализа
Далее указали характеристики, представленные на рисунке 17.
Рисунок 17 - Параметры частотного анализа.
Выполним расчет частотных характеристик ЛАХ, ФЧХ. Полученные графики представлены на рисунке 18.
Рисунок 18 - Графики ЛЧХ и ФЧХ
В ячейке Характеристика необходимо выбрать вид годографа - Найквиста и заполнить таблицу, данные на рисунке 19.
Рисунок 19 - Параметры частотного анализа
Рисунок 20 - Годограф Найквиста
Рисунок 21 - Годограф Михайлова
Вывод: по частотному анализу разомкнутой СУ, представленному на рисунке 21 видно, что линия не охватывает точку Найквиста (-1, 0j). Следовательно, исходная СУ в замкнутом состоянии будет устойчива.
Заключение
В результате работы была разработана СУ.
Произведен анализ исходной схемы, исследование устойчивости и оценки показателя качества СУ в переходном и установившемся режимах.
Для данной системы было создано корректирующее устройство. Корректирующее устройство было проанализировано, и включено в цепь с помощью местной обратной связи. Полученная откорректированная система была проанализирована, она имеет рекомендуемое время регулирования.
Были построены ЛЧХ и ФЧХ системы, годограф Найквиста.
Была проведена коррекция СУ и ее параметрическая оптимизация при нулевых начальных условиях и ступенчатом входном воздействии с учетом ограничений.