Автор: Пользователь скрыл имя, 28 Марта 2011 в 13:51, курсовая работа
В данной курсовой работе приводятся расчёта заданной АСР, исходные данные и структурная схема которой представлены в задании на выполнение курсовой работы. Первый пункт посвящен расчёту и построению границы заданного запаса устойчивости АСР с ПИ-регулятором и объектом регулирования, корневым методом. А также обоснование и выбор оптимальных параметров настройки. Второй пункт посвящён расчёту переходного процесса по каналу регулирующего воздействия S-Y, и прямой оценки качества этого процесса.
Введение……………………………………………………………………………………….……….4
1. Расчёт оптимальных параметров настройки(ОПН) ………………………………………….…..5
1.1 Расчёт и построение границы заданного запаса устойчивости АСР …………………..……...5
1.2 Обоснование и выбор ОПН регулятора……………………………….…………………….….10
2. Расчёт, построение и оценка качества переходного процесса по каналу S -Y ……………..…11
3. Расчёт, построение и оценка качества переходного процесса по каналу f -Y ……………...…15
Заключение…………………………………………………………………………………………....20
Используя математический пакет MAthCad, предварительно задав диапазон изменения частоты с-1 с шагом c-, рассчитываем вещественную частотную характеристику замкнутой АСР: ReЗ.С.2(ω). Результаты расчёта сведём в таблицу 6.
Таблица 6 - Результаты расчёта ВЧХ замкнутой АСР при возмущении f
частота ω, с-1 | Reоб(m,ω) |
0.01 | 0.315 |
0.02 | 0.772 |
0.03 | 0.158 |
0.04 | -0.306 |
0.05 | -0.256 |
0.06 | -0.185 |
0.07 | -0.135 |
0.08 | -0.101 |
0.09 | -0.077 |
0.1 | -0.06 |
0.11 | -0.047 |
0.12 | -0.037 |
0.13 | -0.03 |
0.14 | -0.024 |
0.15 | -0.019 |
0.16 | -0.015 |
0.17 | -0.012 |
0.18 | -0,0093 |
0.19 | -0,0071 |
0.2 | -0,054 |
По
данным таблицы 6 строим график ВЧХ
замкнутой АСР при возмущении
f, который приведен на рисунке 6
Рисунок
6 – График ВЧХ замкнутой АСР
при возмущении f
Переходный процесс в замкнутой АСР по каналу f-Y можно рассчитать по методу трапеций, используя график ВЧХ замкнутой АСР при возмущении f (рисунок 6).
Поэтому переходный процесс в замкнутой АСР по каналу F-Y можно рассчитать по формуле:
Как уже было сказано выше, для более точного расчёта в качестве верхнего предела интеграла для YF-Y(t) принимают значение частоты среза ωСР. По графику, приведенному на рисунке 6, определяем, что ωСР =0,2 с-1.
Задав
диапазон изменения времени переходного
процесса
с и шаг
с, рассчитываем переходный процесс
в замкнутой АСР по каналу f-Y. Результаты
расчета сведём в таблицу 7, приведенную
ниже.
Таблица 7 - Результаты расчёта переходного процесса в замкнутой АСР по каналу f-Y
t, c | Ys-y(t) |
0 | 0 |
30 | 0.116 |
60 | 0.37 |
90 | 0.472 |
120 | 0.374 |
150 | 0.181 |
180 | 0.014 |
210 | -0.063 |
240 | -0.059 |
270 | -0.017 |
300 | 0.02 |
330 | 0.033 |
360 | 0.024 |
390 | 0,0034 |
420 | -0,0047 |
450 | -0,0087 |
480 | -0,0067 |
510 | -0,013 |
540 | 0,021 |
570 | 0,034 |
600 | 0,018 |
630 | 0,0024 |
60 | -0,0065 |
690 | -0,0093 |
По данным таблицы 7 строим график переходного процесса в замкнутой АСР по каналу f-Y, представленный на рисунке 7.
Рисунок
7 - График переходного процесса в замкнутой
АСР по каналу f-Y
Используя данные таблицы 7 и рисунка 7, произведём оценку качества переходного процесса в замкнутой АСР по каналу F-Y.
Прямые критерии качества:
1.Максимальная динамическая ошибка: А1=0,47;
2.Перерегулирование:
где
- первое минимальное отклонение регулируемой
величины;
3.Динамический
коэффициент регулирования RД:
где - коэффициент передачи объекта;
4.Степень затухания
переходного процесса:
;
5.Статическая ошибка: ;
6.Время регулирования: при величине .
Так как в заданной АСР, представленной на рисунке 2, имеется звено чистого транспортного запаздывания с передаточной функцией , то переходные процессы в этой системе имеет запаздывание на величину 4 с относительно их начала. Для наглядности указанного факта изобразим начальные части графиков переходных процессов по каналам S-Y и f-Y соответственно на рисунке 8 и 9.
Рисунок 8 – Начальный участок графика переходного процесса в замкнутой АСР по каналу S-Y
Рисунок 9 – Начальный участок графика переходного процесса в замкнутой АСР по каналу f-Y
Заключение
Определение оптимальных параметров настройки регуляторов, расчёт различных систем автоматического регулирования, без сомнения, являются одной из главных задач любого инженера. Использование современных систем регулирования требует знания различных методов и приёмов расчёта этих систем, определения и установки требуемых параметров настройки регулятора, основных недостатков и преимуществ разного рода регуляторов по сравнению друг с другом.
В процессе написания курсовой работы был изучен один из двух инженерных методов расчёта одноконтурных систем регулирования: корневой метод (с использованием РАФЧХ). Было выяснено, что оптимальными параметрами настройки какого-либо регулятора считают те параметры, при которых обеспечивается близкий к оптимальному процесс регулирования. Под оптимальным процессом регулирования обычно понимают процесс, удовлетворяющий требованиям к запасу устойчивости системы. Поиск оптимальных параметров настройки осуществляется вдоль границы заданного запаса устойчивости системы регулирования до достижения экстремума принятого критерия качества. В данной курсовой работе, согласно заданию, был принят второй интегральный критерий.
В результате проделанной работы, были получены переходные процессы по каналам S-Y и f-Y. Оценка качества этих процессов показала, что они удовлетворяют требованиям к запасу устойчивости системы, приведенных в исходных данных.
Можно заметить,
что переходный процесс по каналу f-Y имеет
прямые критерии качества лучше, чем переходный
процесс по каналу S-Y:
Таблица 8 – Прямые критерии качества переходных процессов по каналам S-Y и f-Y
S-Y | f-Y | |
Максимальная динамическая ошибка | 0,34 | 0.47 |
Перерегулирование (%) | 34 | 14 |
Степень затухания переходного процесса | 0,88 | 0,91 |
Время регулирования tp, с | 270 | 175 |
Статическая ошибка для этих процессов | 0 | 0 |
Следовательно
регулятор установленный в канале обратной
связи способствует лучшей работе системы
нежели он будет установлен в основном
канале.
Информация о работе Расчёт одноконтурной системы автоматического регулирования