Структурная схема сар.
Рисунок .3 структурной схемы
WПРУ – передаточная функция привода регулирующего устройства; WРУ - передаточная функция регулирующего устройства; WC - передаточная функция сепаратора; WП - передаточная функция поплавкового механизма; WМ - передаточная функция моста сопротивления; WУ - передаточная функция усилителя; WПС - передаточная функция преобразователя сигнала
Таблица рабочих параметров и коэффициентов
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
20 |
1,6 |
0,75 |
0,003 |
70 |
0,218 |
2,9 |
Объект регулирования
=
=
(0,21
)(
)=
14,7
+
0,21
=14,7
+
+
14,7
4900
Построение, запуск и анализ модели сар
Порядок запуска программы VisSim 5.0 и работы с ней изложен в методических указаниях к лабораторным работам [10,11].
Построить структурную схему модели САР рисунок 4 и запустить процесс моделирования. Порядок построения схемы приведен ниже.
Примечание: - сразу после запуска программы VisSim 3.0 следует задать русский шрифт: View – Fonts – Кириллица (справа внизу, вместо западноевропейского). Кроме того, следует проверить наличие флажка Presentation Mode в пункте меню View и в случае его отсутствия установить. Это сделает изображения блоков более красивыми
Рисунок .4.- Модель исходной замкнутой САР с переходной характеристикой
Переходная характеристика исходной САР представляет собой колебательный процесс с увеличивающейся со временем амплитудой. Исходная САР неустойчива. Подобный рисунок следует привести в пояснительной записке
5.Оценка устойчивости и стабилизация разомкнутой сар. Параметрическая оптимизация сар
Разомкнем контур главной обратной связи, подключим его к осциллографу и запустим моделирование
Рисунок.5.- Модель разомкнутой САР и ее переходная характеристика.
График переходной функции показывает, что разомкнутый контур устойчив, поскольку ее выходной сигнал предоставляет собой самовыравнивающийся процесс.
6. Предварительная коррекция замкнутой сар
Вернемся к разомкнутой САР .Частотные характеристики строятся именно для разомкнутого контура, а по ним можно судить об устойчивости замкнутой САР, пользуясь критерием устойчивости Найквиста.
Предварительная коррекция замкнутой САР осуществляется посредством изменения и оптимизации значения коэффициента усиления разомкнутого контура. Технически этот коэффициент можно менять, установив в схеме рис. Регулятор (усилитель - gain) между сумматорами и меняя его усиление, а контролировать его значение - по установившемуся значению переходной функции. Изменение коэффициента усиления контура управления приводит к вертикальным смещениям ЛАЧХ и не влияет на ЛФЧХ.
6.1Построение и анализ лачх и лфчх
Прежде чем непосредственно строить ЛАЧХ и ЛФЧХ (логарифмические амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики) необходимо задать пределы частотного диапазона, в котором будут построены характеристики. Для этого в программе VisSim следует выбрать Analyze – Frequency Range и в появившемся окне задать начало и конец диапазона. Значения концов диапазона следует подбирать так, чтобы на графиках были видны все их характерные особенности. С другой стороны, декад не должно быть слишком много, иначе график получится слишком мелкий. Возьмем три декады, от 0.1 рад/сек до 100 рад/сек (декада – изменение частоты в 10 раз).
Рисунок. 6 ЛАЧХ разомкнутого контура
Рисунок.7.- ЛФЧХ разомкнутого контура
Обеспечение запасов устойчивости по фазе и амплитуде смещением ЛАЧХ вниз, т.е. уменьшением усиления контура. Видно, что ЛАЧХ пришлось опустить на 11 дБ, это соответствует уменьшению усиления контура в 3.5 раза. Полученное усиление контура 6 дБ – мало.