Расчет оптимальной динамической настройки и анализ переходных процессов двухконтурной САР
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?его регулятораТи2=234Коэффициент усиления корректирующего регуляторакр2=2,78по МПК в общем виде:Время интегрированияТи2=234Коэффициент усилениякр2=2,78Время дифференцированияТд=10,5
5.Алгоритм расчёта переходных процессов САР на ЭВМ
1.Собираем схему:
. Даём скачок Хзд, выводим на печать У, если при этом максимальное перерегули рование > 5%, то вместо скачка задания Хзд=1, используем звено медленного реагирования.
. Методом подбора Т1 и Т2 (при том, что Т1 < Т2) добиваемся, чтобы А1 было < 5 %.
. Даём скачок внутреннего возмущения f1, выводим на печать У.
. Даём скачок внутреннего возмущения f2, выводим на печать У.
. В схеме корректирующий ПИ-регулятор заменяем на ПИД - регулятор.
. С новой схемой, т.е. с ПИД-регулятором, повторяем все предыдущие действия.
. Вместо скачка задания используем ЗБР при отработке Хзд ПИД-регулятором.
6.Определение переходных процессов САР при основных воздействиях со сравнением ПИ- и ПИД-алгоритмов регулирования
Рассматривая полученные графики переходных процессов САР с использование ПИ- и ПИД-регуляторов, можно сказать, что:
.Оба регулятора не имеют статической ошибки регулирования (рис.6.1. и рис.6.2.).
2.У ПИ-регулятора величина перерегулирования составляет около 4,3%, по сравнению с ПИД-регулятором, у которого её нет, т.е. ПИ-регулятор имеет колебания в переходном процессе (ПИ рис.6.1. и ПИД рис.6.2.).
.При отработке внутреннего возмущения f1 (ПИ рис.6.4. и ПИД рис.6.5.) видно, что ПИД-регулятор имеет меньшее абсолютное значение ошибки регулирования, по сравнению с ПИ-регулятором на 2%.
.При отработке крайнего внешнего возмущения f2 (ПИ рис.6.6. и ПИД рис.6.7.) у ПИД-регулятора значение величины максимальной динамической ошибки регулирования меньше, чем у ПИ-регулятора на 2%.
.Видно, что у ПИД-регулятора скорость изменения регулирующего параметра больше (наклон прямой, ПИ рис.6.1. и ПИД рис.6.2.), чем у ПИ- регулятора, и, соответственно, полное время регулирования меньше на 50 секунд.
Рис.6.1. Отработка Хзд ПИ - регулятором
Рис.6.2. Отработка Хзд ПИД - регулятором
Рис.6.3. Отработка Хзд ПИД - регулятором с ЗБР
Рис.6.4. Отработка F1 ПИ - регулятором
Рис.6.5. Отработка F1 ПИД - регулятором
Рис.6.6. Отработка F2 ПИ - регулятором
Рис.6.7. Отработка F2 ПИД - регулятором
7.Сводная таблица прямых показателей качества
Показатели качестваПИ-регуляторПИД-регуляторСтатическая ошибка00Перерегулирование4,90(4,3*)Внутреннее возмущение f1Абсолютное значение ошибки регулирования0,0217 0,006290,0217 0,00426Крайнее внешнее возмущение f2Максимальная динамическая ошибка4,13,9Полное время регулирования при нечувствительности регулятора 20200Полное время регулирования800580(340*)* - ПИД - регулятор с ЗБР
Выводы с обоснованием оптимальной настройки САР
Выше были рассмотрены 2 регулятора: ПИ и ПИД. Каждый из них имеет свои недостатки и достоинства:
ПИ-регулятор:
он относится к астатическим регуляторам, которые в законе регулирования содержат интегральную составляющую, что позволяет в конце переходного процесса, при отработке любого воздействия, свести статическую ошибку регулирования к нулю;
имеет 2 параметра оптимальной динамической настройки, что больше 1-го и меньше 3-ёх, поэтому он обеспечивает при минимальных затратах на наладку хорошее качество регулирования для широкого диапазона объектов.
ПИД-регулятор:
из всех линейных регуляторов он обеспечивает наилучшее качество регулирования благодаря предвиденью Д составляющей закона регулирования.
Но ПИД - регулятор имеет недостатки:
3 параметра оптимальной динамической настройки труднее рассчитать и установить на регуляторе;
имеет узкую зону заданного запаса устойчивости в плоскости параметров настройки регулятора. Для устранения этого недостатка в микропроцессоре должна быть программа, которая автоматически корректирует параметры оптимальной динамической настройки в зависимости от изменившейся динамики объекта регулирования. Что стоит денег.
Следовательно, при требуемом высоком качестве регулирования требуется установка ПИД-регулятора.
Литература
1)Кулаков Г.Т. Инженерные экспресс-методы расчета промышленных систем регулирования: Спр. Пособие. - Мн.: Выш. шк., 1984. - 192 с.
2)Кулаков Г.Т. Анализ и синтез САР: Спр. Пособие. - Мн.: Выш. шк., 2003.
)Кулаков Г.Т. Конспект лекций. - Минск, БНТУ, 2007.
)Г.П. Плетнёв. Автоматизированное управление объектами тепловых электростанций - Москва, Энергоиздат, 1981.
)Г.П. Плетнёв. Автоматическое управление и защита тепло-энергетических установок электростанций - Москва, Энергоатомиздат, 1986.