7. Синтез регулятора «в малом»

Для синтеза регулятора будем использовать блок PID Turner программы Simulink. При помощи данного ПО настроим ПИ-регулятор вручную.

Рисунок 7.1. PID Tuner и подобранные параметры регулятора.

Регулятор, синтезированный в «большом» примененный к линеаризованной системе, уже обеспечил неплохие показатели качества, с помощью PID Tuner, удалось уменьшить перерегулирование и колебательность процесса, сохранив время регулирования на том же уровне.

Рисунок 7.2. Подобранные PID-tuner’ом параметры регулятора.

Полученные параметры: и . Итоговая передаточная функция регулятора:

8. Сравнительный анализ регуляторов на различных режимах

Произведем сравнительный анализ поведения нелинейной системы при использовании различных регуляторов на различных режимах.

8.1. При переходе с номинального режима на заданный

Рассмотрим поведение системы при переходе с номинального на заданный режим, при различных регуляторах. На рисунках 9.1.1 – 9.1.4. представлены соответствующие графики.

Для сравнения показателей качества сведем их в таблицу, представленную ниже (таблица 4) и построим графики на выходе ОУ.

Рисунок 8.1. Переход системы с номинального режима на заданный при разных регуляторах. Сигнал , выход системы.

Таблица 4.

Регулятор	«в большом»	«в малом»
	2.5
	0.5	1.05
	21	23
	14.084	50+

Регулятор, синтезированный в «большом» обеспечивает меньшее время регулирования и перерегулирование, по сравнению с регулятором синтезированном в «малом» для выхода системы.

8.2. При малых возмущениях в окрестности положения равновесия заданного режима

Рассмотрим поведение системы с различными регуляторами в окрестности заданного режима при малых возмущениях. За малое возмущение примем ступенчатое изменение задающего воздействия со значения 0.9 на значение в 1 .

Графики процессов на выходе системы при таком воздействии с использованием различных регуляторов приведены на рис. 8.2.

Рисунок 8.2 Стабилизация системы в окрестности положения равновесия при разных регуляторах. Сигнал , выход системы

Для сравнения показателей качества сведем их в таблицу, представленную ниже (таблица 5).

Таблица 5.

Регулятор	«в большом»	«в малом»
	2.5
	0.5	1.05
	21	23
	14.084	50+

Регулятор, синтезированный в «большом» обеспечивает меньшее время регулирования и перерегулирование, по сравнению с регулятором синтезированным в «малом» для выхода системы.

Осуществим выбор регулятора, опираясь на полученные показатели качества, приведенные в таблицах 3 и 4.

стабилизации системы в окрестности положения равновесия регулятор, синтезированный в «малом» показывает себя чуть лучше, но также отстает от регулятора, синтезированного в «большом» по показателям качества.

Хоть регулятор, синтезированный в малом, лучше справляется со стабилизацией сигналов на выходе регулятора, преобразователя и исполнительного механизма, главной задачей остается обеспечение качества процессов на выходе системы, поэтому остановим наш выбор на регуляторе, синтезированном в «большом». Его передаточная функция: