Скачать: nash-pas2.zip [79,56 Kb] (cкачиваний: 0)  

Лабораторная работа №2

по дисциплине: «Проектирование автоматизированных систем»

на тему:

«Задача быстродействия»

Цель работы: исследование предельных возможностей системы авторегулирования, обусловленных ограничением величины управляющего сигнала.

Общие сведения

Вопрос о том, каково минимально возможное время регулирования при простейших возмущающих воздействиях на объект (импульс, скачок) неизбежно возникает.

Решение этой задачи возможно по методу Л.С. Понтявина. Метод – итерационный, оценка времени регулирования в процессе счета уточняется, монотонно возрастая. Для контроля за сходимостью вычислительного процесса выводятся 3 числа: номер итерации, время регулирования и число, которое служит показателем сходимости процесса.

Здесь W(p) – передаточная функция объекта вида W(p)=1/D(p),

D(p) – многочлен степени от 2-х до 5-ти,

x(t) – выходной сигнал,

х⁰– вектор начальных значений фазовых координат объекта (выходного сигнала х(t) и его производных до (n-1)-го порядка, где n – порядок объекта),

u(t) – управляющий сигнал, который вырабатывается программатором и может принимать значение +М и –М.

Задача быстродействия состоит в нахождении управления u(t), которое переводит объект из заданного состояния х⁰в нулевое состояние по всем фазовым координатам за минимальное (оптимальное) время t_рег.

Если исследуемая АСР устойчива, то может возникнуть вопрос о том, насколько качественно происходит регулирование в этой системе и удовлетворяет ли оно технологическим требованиям. На практике качество регулирования может быть определено визуально по графику переходной кривой, однако, имеются точные методы, дающие конкретные числовые значения.

Показатели качества разбиты на 4 группы:

1)прямые - определяемые непосредственно по кривой переходного процесса,

2) корневые - определяемые по корням характеристического полинома,

3) частотные - по частотным характеристикам,

4) интегральные - получаемые путем интегрирования функций.

Задаем передаточную функцию объекта W(p):

Строим переходные процессы:

С помощью функции Дополнить мы можем построить все передаточные функции на одном графике:

Строим фазовые портреты:

Производим сравнение с САУ. На экране структурная схема замкнутой системы с регулятором и ограничителем управляющего воздействия. Выбираем ПИД – регулятором и задаем коэффициенты регулятора:

Строим переходные процессы сравнения с САУ:

Далее вычисляется и строится зависимость минимального времени регулирования t_рег от одного из параметров: величины ограничения на управление М или одной из фазовых координат.

1. Зависимость t_рег от М

2. Зависимость t_рег от х₁⁰

3. Зависимость t_рег от х₂⁰

4. Зависимость t_рег от х₃⁰

Вывод: в ходе работы исследовали предельные возможности системы авторегулирования, обусловленных ограничением величины управляющего сигнала, были построены переходные процессы, сравнены с САУ, также построены фазовые портреты и найдена зависимость минимального времени регулирования от параметров: величины ограничения на управление М или одной из фазовых координат.