Расчет алгоритма управления АСУ
Министерство Российской Федерации
Иркутский Государственный Технический Университет
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
Курсовая работа
по Теории Автоматического Управления
Выполнил: ст. гр. АТП05-1
Проверил: Салов В.М.
Иркутск 2008г.
Задание:
Получить кривую разгона.
Получить динамические параметры кривой разгона.
Получить математическое описание из кривой разгона.
Выбрать алгоритм управления.
Выбор переходного процесса и настроить параметры алгоритмов управления.
Набрать схему регулирования в программе SIMULINC.
Выставить настроечные параметры и получить переходный процесс.
Оптимизировать переходный процесс вручную.
Выбираем объект:
-цветная металлургия,
-вращающиеся печи,
-загрузка-темература газов,
-линейная расходная характеристика.
Исходные данные:
Гидравлический модуль (0-10)…………………………………………….5
Номинальное значение хода РО (0-100)…………………………………50
Начальное значение пропускной способности (0,0-0,05)…………...0,025
С помощью данной программы снимем кривые разгона:
Рисунок 1. Кривая разгона
Рисунок 2. Кривая разгона.
Кривая разгона:
2. Динамические параметры кривой разгона:
Время запаздывания τоб=64
Постоянное время запаздывания Тоб=200
Коэффициент передачи Коб=0,32
Т’=151
Время регулирования
Эквивалантные постоянные времени по кривой разгона
3. Математическое описание из кривой разгона:
а=0,2 сек.
b=0,57 сек.
Для обеспечения нормальной работы системы автоматического регулирования необходимо подобрать соответствующее автоматическое управляющее устройство с соответствующими параметрами.
4. Алгоритм управления: пропорционально интегрально дифференциальный (ПИД)
5. Настроечные параметры для ПИД регулятора Кр, Тu, Тпр
Выбираем переходный процесс: с 20% перерегулированием.
Настроечные параметры для процесса с 20% перерегулированием.
6. Набрать схему регулирования в программе SIMULINC.
7. Настроечные параметры выставлены.
8. Процесс оптимизирован.
Задание 2
Задание 3
Определение устойчивости системы по критерию Рауса-Гурвица.
1. Азс(р)=р4+2р3+р2+10р+20
Составляем главный определитель:
an=1>0
∆1=2>0
∆2=2-10=-8<0
Вывод: система не устойчива, т.к. уже второй определитель оказался <0
2. Азс(р)=р4+3р3 +10р+5
Вывод: глядя на характеристическое уравнение можно сразу констатировать тот факт, что система не устойчивая, т.к. в характеристическом уравнении отсутствует один из членов уравнения
Задание 4
Вещественно частотная характеристика с положительной и отрицательной областью.
Оценка качества:
Перерегулирование.
Формула
расчета:
Переходный процесс в системе.
В зависимости от отношения τоб/Тоб выбираем тип АУУ.
Так как 1> τоб/Тоб = 0,685 >0,2 то выбираем непрерывный тип АУУ
Далее приближенно выбираем алгоритм управления из монограммы
Z(p) = t*p/τоб
Z(0) = Tоб/τоб
t*p – время работы системы, время регулирования.
Z(p) = 7/0,9 = 4,75
Z(0) = 923/735 = 1,26
Из диаграммы следует, что необходимо использовать ПИ регулятор.
Исходя из переходного процесса, по свойствам ОУ определяем, что процесс апериодический. По таблице характеристик статических объектов выбираем расчетные формулы для определения настроечных параметров для ПИ регулятора:
;
Кр =
0,468226
;
ТИ =
1764
;
ТПР =
294
Передаточная функция ПИД алгоритма будет иметь вид:
Для данного переходного процесса расчитаем настроечные параметры:
Для того что бы определить условия оптимальности, преобразуем данную схему так, что все возмущающие воздействия придут ко входу:
Для того, что бы схемы были адекватны и в 1-м и 2-м выражении были равнозначны необходимо, что бы передаточная функция фильтра i-го возмущения должна иметь определенную форму:
, тогда
необходимо подобрать такой фильтр, что бы свести на min влияние возмущения на полезный сигнал. Для этого осуществляем перенастройку регулятора