Типовые регуляторы
Цель работы – исследование динамических характеристик типовых регуляторов.
3.1. Основные сведения
Для системы автоматического управления (САУ), структурная схема которой представлена на рис.3.1, рассчитать на ЭВМ переходные характеристики при П-; И-; ПИ-; ПД-; и ПИД- регулировании.
Рисунок 3.1 – Структурная схема САУ
При конструировании реальных регуляторов разработчики стремятся к тому, чтобы они по своим динамическим свойствам как можно больше приближались к одному из пяти идеальных регуляторов. Хотя создание регуляторов близких к их идеальным типам не всегда возможно по техническим причинам, конструктивным или экономическим соображениям, знание законов регулирования, переходных характеристик САУ с идеальными регуляторами имеет большое значение для разработки схем промышленных автоматических регуляторов.
3.2. Порядок выполнения работы
1. Составить схему набора задачи на языке программы IMDS. При этом обобщенный регулятор должен состоять из трех параллельно-включенных звеньев G, DR и I. Тип исследуемого регулятора определяется тем, какие и сколько звеньев подключены к выходному сумматору регулятора. При подключении звена I следует использовать только 2-й или 3-й входы, т.к. первый вход имеет постоянный коэффициент передачи равный 1, а первый параметр задает начальные условия интегрирования
2. Первым рассчитывается П-регулятор. Начальное значение коэффициента передачи усилителя К1=1. При необходимости К1 увеличивается до тех пор пока Хвых(t) не будет иметь вид медленно затухающих колебаний. Это значение К1 нужно использовать в дальнейших расчетах. Принять равным: время интегрирования – 40 сек., количество точек – 40, шаг интегрирования 0.1 сек. Убедится что при увеличении К1 статическая ошибка уменьшается, но есть предельное значение К1 больше которого коэффициент усиления увеличивать нельзя по условию устойчивости.
3. Рекомендуется следующий порядок расчета типовых регуляторов: П-; И-; ПИ-; ПД- и ПИД-. Обратить внимание на то, что при ПИ–регулировании процесс, в отличии от И-регулирования, должен имеет устойчивый характер. Время расчета И- и ПИ- регуляторов порядка 100120 сек. при количестве точек не менее 120. Если при ПИ-регулировании амплитуда колебаний также увеличивается, то нужно увеличить постоянную времени интегрирования и повторить расчеты И- и ПИ- регуляторов еще раз. В случае, когда качество И- и ПИ-регулирования мало отличаются, то нужно изменить величину КП регулятора. В И- и ПИ-регуляторах обратить внимание на Хвых в установившемся режиме и его связь с Хвх. Убедиться, что при введении в закон регулирования производной коэффициент передачи К1 усилителя по условию устойчивости может быть увеличен до 10 и более. После проверки устанавливается исходное значение К1.
4. Изменяя параметры ПИД–регулятора получить законы регулирования П-; И- и ПИ-. В начале рассчитать на ПЭВМ ПИД-регулятор в соответствии с заданием (табл.3.1).
5. При помощи многооконного редактора сформировать отчет об исследовании регуляторов не более чем на одну страницу. Схема отчета следующая: первый раздел – это схема с параметрами; второй раздел состоит из столбцов данных. Первый столбец – текущее время, остальные столбцы состоят из значений Хвых(t) для пяти регуляторов. Каждый столбец нужно подписать.