- •Днепропетровск нМетАу 2014
- •Содержание
- •Часть 1. Теория дискретных систем автоматического
- •Часть 2. Лабораторный практикум 58
- •Введение
- •Часть 1. Теория дискретных систем автоматического управления
- •1.1. Общая характеристика дискретных систем
- •1.1.1. Понятие и классификация дискретных асу
- •X(t) – сигнал рассогласования, входной сигнал иэ;
- •X*(t) – импульсный сигнал с выхода иэ; y(t) – выходной сигнал
- •1.1.2. Виды импульсной модуляции. Теорема Котельникова-Шеннона
- •1.1.3. Примеры дискретных систем
- •1.2. Математическое описание дискретных систем
- •1.2.1. Решетчатые функции
- •1.2.2. Разностные уравнения
- •1.2.3. Понятие о z-преобразовании
- •Сигнал на выходе пиэ
- •Между выражениями (1.12) и (1.14) существует аналогия
- •1.2.5. Математическая модель импульсного элемента
- •1.2.6. Частотные характеристики импульсного звена
- •1.2.7. Модель формирующего элемента и импульсной асу
- •1.2.8. Передаточные функции импульсных асу
- •1.3. Устойчивость и качество дискретных систем
- •1.3.1. Условия устойчивости
- •1.3.2. Критерии Найквиста и Михайлова
- •1.3.3. Показатели качества импульсных систем
- •1.4. Синтез дискретных систем
- •1.4.1. Замена дискретной системы эквивалентной непрерывной системой
- •1.4.2. Цифровые пид-регуляторы
- •1.4.3. Особенности реализации дискретной коррекции
- •1.5. Основные понятия о цифровых асу
- •Часть 2. Лабораторный практикум
- •1.1. Общие сведения о дискретной асу, квантовании и модуляции
- •1.2. Структурные схемы дискретных асу
- •2. Порядок выполнения работы
- •2.1. Моделирование процесса квантования по уровню
- •2.2. Моделирование процесса квантования по времени
- •2.3. Моделирование кодо-импульсной модуляции
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Решение разностных уравнений
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Решение разностных уравнений с помощью характеристического полинома
- •1.2. Решение разностных уравнений с помощью z-преобразования
- •2. Методические указания
- •2.1. Задание и таблица вариантов
- •2.2. Задание и таблица вариантов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Расчет и исследование импульсной асу
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Методика построения математической модели линейной иасу
- •1.2. Последовательность расчета и моделирования иасу на примере
- •2. Методические указания
- •2.1. Задание и таблица вариантов
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •1. Краткие теоретические сведения
- •Аср температуры в эп
- •1.2. Параметрическая идентификация ор по переходной характеристике (кривой разгона)
- •1.3. Синтез аср температуры в рабочем пространстве эп
- •1.3.1. Синтез аср температуры с непрерывным регулятором
- •1.3.2. Синтез аср температуры с шим-регулятором
- •2. Методические указания
- •2.1. Задание и таблица вариантов
- •2.2. Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Теория автоматического управления импульсные асу
- •49600, Днепропетровск, пр. Гагарина, 4
2.2. Порядок выполнения работы
2.2.1. Выполнить параметрическую идентификацию объекта регулирования по переходной характеристике (кривой разгона), используя метод Ормана. Звено транспортного запаздывания представить последовательным соединением цепочки апериодических звеньев. Получить модель ЭП.
2.2.2. Выполнить синтез АСР температуры с непрерывным регулятором. Для расчета регулятора использовать инструмент sisotool пакета MATLAB и желаемые частотные характеристики ОР.
2.2.3. Составить схему моделирования АСР температуры с непрерывным регулятором, построить график переходной характеристики, проанализировать устойчивость и качество системы.
2.2.4. Выполнить синтез АСР температуры с ШИМ-регулятором. Использовать модель широтно-импульсного модулятора (см. рис. 4.11), на которой получить графики ШИМ сигнала.
2.2.5. Составить схему моделирования АСР температуры с ШИМ-регулятором, построить график переходной характеристики, проанализировать устойчивость и качество системы.
2.2.6. Выполнить совмещенное моделирование АСР с непрерывным и ШИМ-регулятором, получить графики изменения ошибки регулирования, определить интегральную ошибку.
2.2.7. Выполнить моделирование АСР с ШИМ-регулятором с учетом возмущающего воздейстия, получить график переходной характеристики.
2.2.8. С целью проверки настроечных параметров регулятора установить их для реального регулирующего устройства ИРТ5501/М1 на лабораторной установке. Оценить характер переходного процесса по графику в режиме реального времени на мониторе.
Контрольные вопросы
Что собой представляет объект регулирования в данной лабораторной работе, а также структура АСР температуры и устройство ШИМ-регулятора?
Каким образом выполняется параметрическая идентификация объекта регулирования по экспериментальной кривой разгона?
Каков порядок синтеза АСР температуры в рабочем пространстве электрической печи?
Какие требования предъявляются к АСР с точки зрения качества регулирования?
Какой метод использован для расчета параметров непрерывного регулятора в АСР температуры? Исходя из каких соображений строится желаемая ЛАЧХ?
Какой принцип положен в основу простейшей модели ШИМ-регулятора?
На основе каких элементарных преобразователей реализована схема моделирования широтно-импульсного модулятора?
Чему равна интегральная ошибка регулирования по результатам совмещенного моделирования АСР температуры с непрерывным и ШИМ-регулятором?
Чему равна ошибка регулирования по результатам моделирования АСР температуры с ШИМ-регулятором с учетом возмущающего воздействия?
Обеспечивают ли выбранные настроечные параметры регулятора требуемое качество регулирования после их установки для реального регулирующего устройства ИРТ5501/М1 на лабораторной установке?
Литература
Э.Джури. Импульсные системы автоматического регулирования. Пер. с англ. М.А.Берманта и Ж.Л.Грина / Под ред. Я.З.Цыпкина. – М.: Физматгиз, 1963. – 456 с.
Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. Ч. II. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления / Под ред. А. А. Воронова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, – 1986. – 504 с.
Теория автоматического управления: Учебник для вузов / А.А. Ерофеев. – СПб.: Политехника, 2003. – 302 с.
Теория автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – СПб.: Профессия, 2004. – 752 с.
Кузнецов В.П. Линейные импульсные системы: Математическое описание. Тексты лекций по курсу “Теория автоматического управления” для студентов специальности “Автоматика и управление в технических системах” / В.П. Кузнецов. – Минск: БГУИР, 1996. – 70 с.
ТАУ дискретных систем. Конспект лекций / Бородавкин В.А., Петрова И.Л. – СПб: БГТУ Военмех, 2005. – 77 с.
Расчет и проектирование дискретных систем управления / Под ред. Л.Т. Кузина. – М.: Машгиз, 1962. – 684 с.
Теория автоматического управления. Теория линейных непрерывных АСУ: Учебное пособие / Щербина Г.С., Егоров А.П., Потап О.Е. и др. – Днепропетровск: НМетАУ, 2007. – 108 с.
Учебное издание
Щербина Геннадий Семенович
Тригуб Ирина Григорьевна
Радченко Виктория Петровна