СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 7:  7-variant-kaskad-kp.zip [78,01 Kb] (cкачиваний: 48)

 СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 8:  laba-2-8-variant.zip [193,55 Kb] (cкачиваний: 41)

 СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 9:  9.zip [112,9 Kb] (cкачиваний: 38)

 СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 10:  10-variant-kaskad-kp.zip [70,75 Kb] (cкачиваний: 32)

 СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 11:  atp-r3-11var.zip [503,74 Kb] (cкачиваний: 37)

 СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 13:  13-variant-kaskad-kp.zip [68,08 Kb] (cкачиваний: 32)

 СКАЧАТЬ ВАРИАНТ 15:  laba-2-15-variant.zip [68,78 Kb] (cкачиваний: 37)

Лабораторная работа №2

по дисциплине: «Автоматизация технологических процессов и производств»

на тему: «Расчет настройки каскадной САР методом незатухающих колебаний и оценка качества процессов регулирования»

Вариант: 11

Теоретическая часть 

Для повышения качества регулирования объектов с существенными инерционными свойствами и большим запаздыванием применяют каскадные САР.

Применение каскадной САР возможно в случае, если:

• имеется промежуточная регулируемая переменная z, зависящая от того же самого регулирующего воздействия х_р, что и основная регулируемая переменная у;
• промежуточный канал регулирования (µ-z) является более быстродействующим, чем основной канал (µ - y), т. е. рабочая частота регулятора промежуточной переменной выше рабочей частоты регулятора основной переменной.

Предполагается, что возмущение х_в действует по тому же каналу, что и регулирующее воздействие х_р регулятора.

Структурная схема каскадной САР приведена на рис. 1. Регулятор Р1 является стабилизирующим (внутренним, вспомогательным), регулятор Р2 -корректирующим (внешним, основным). Регулирующее воздействие, вырабатываемое регулятором Р2, является заданием регулятору Р1.

Рис. 1

На рис. 1. приняты следующие обозначения:

µ – вход объекта;

Y – основной регулируемый параметр;

Z – вспомогательный (промежуточный) регулируемый параметр;

W_µy(p) – передаточная функция объекта по основному каналу;

W_µz(p) – передаточная функция объекта по промежуточному каналу.

При этом двухконтурную каскадную систему (рис. 2) представляют в виде сочетания двух одноконтурных систем, в состав которых входят так называемые «эквивалентные объекты».

Рис. 2

Передаточная функция  эквивалентного объекта в одноконтурной САР с регулятором Р2 определяется выражением:

Если на рабочей частоте выполняется условие:

,

то передаточная функция эквивалентного объекта для регулятора Р2 равна:

.                  

Расчетная часть

Запишем передаточные функции объекта по основному и промежуточному каналам и их параметры:

Рассчитаем параметры настройки ПИ-регулятора для одноконтурной САР с использованием передаточной функции объекта по каналу регулирующего воздействия  методом Циглера-Никольса.

АФХ объекта в показательной форме:

Определим критическое значение параметра настройки регулятора. Система уравнений для расчета П1_кр и ω_кр  имеет вид:

Из второго уравнения этой системы найдем  ω_кр:

Подставим значение ω_кр в первое уравнение системы и вычислим значение П1_кр:

Настроечные параметры ПИ-регулятора одноконтурной системы равны:

Теперь рассчитаем параметры регуляторов каскадной САР. Необходимо рассчитать параметры основного и промежуточного каналов. В качестве первого регулятора Р1 выбираем П-регулятор, а в качестве второго Р2 – ПИ-регулятор.

Определим передаточную функцию эквивалентного объекта для ПИ-регулятора (Р2):

Определяем настройки регулятора Р2 методом Циглера-Никольса. АФХ эквивалентного объекта в показательной форме:

Определим критическое значение параметра настройки регулятора. Система уравнений для расчета П1_кр и ω_кр  имеет вид:

Из второго уравнения этой системы найдем  ω_кр:

Подставим значение ω_кр в первое уравнение системы и вычислим значение П1_кр:

Настроечные параметры регулятора Р2 равны:

Определяем настройки регулятора Р1 методом Циглера-Никольса. Передаточная функция эквивалентного объекта для регулятора Р1:

АФХ эквивалентного объекта в показательной форме:

Определим критическое значение параметра настройки регулятора.

Система уравнений для расчета П1_кр и ω_кр  имеет вид:

Настроечный параметр регулятора Р1:

Проверим правильность выполнения условия:

Найдем численное значение правой части неравенства:

Найдем численное значение левой части неравенства:

Неравенство подтвердилось, так как 0.855 > 0.135.

Моделирование одноконтурной и каскадной САР на ЭВМ

1. Программа моделирования каскадной САР. Исходные данные:

Программа для построения переходного процесса в каскадной САР:

где y – зависимость изменения выходной величины при изменении входной величины от времени.

2. Программа моделирования одноконтурной САР. Начальные условия:

Графики переходных процессов для каскадной и одноконтурной САР:

Сравнительный анализ качества переходных процессов в    исследуемых САР и выводы