Выбор закона управления и расчет настроечных параметров регулятора по заданным параметрам качества управления

Тип регулятора и закон управления (регулирования) выбирают в зависимости от технологических показателей, свойств ОУ, а также требований к качеству процесса регулирования. Одна из основных характеристик качества процесса регулирования — точность, оцениваемая значением статической ошибки, т е остаточным отклонением регулируемой величины от заданного значения по окончании переходного процесса. В статической системе в установившемся состоянии - через достаточно долгое время после начала регулирования τ, всегда имеется статическая ошибка регулирования.

Динамическая ошибка - это максимальное в процессе регулирования отклонение регулируемого параметра от конечного состояния равновесия

Δ_дин= (Y_вых ^маx - Y_вых ^ном).

Время регулирования - это отрезок времени Δτ с момента нанесения на замкнутую САУ возмущающего воздействия, по истечении которого отличие регулируемого параметра от конечного состояния равновесия становится равным и меньше ± 5% от заданной величины. Если заданная величина равна нулю, то ± 5% берут от величины динамической ошибки.

Перерегулирование - это динамическая ошибка, отнесённая к номинальной величине регулируемого параметра в процентах.

Перерегулирование вычисляют по формуле:

σ = (Y_вых ^маx - Y_вых ^ном)100%/Y_вых ^ном .

Рисунок 5 – График регулирования статической САУ

Регуляторы в подавляющем большинстве работают по принципу отрицательной обратной связи с целью компенсировать внешние возмущения, действующие на объект управления и отработать заданный извне или заложенный в системе закон управления.

Основные законы автоматического регулирования:

1. Пропорциональный закон

2. Интегральный закон

3. Пропорционально-интегральный закон

4. Пропорционально-интегрально-дифференциальныйзакон

Заданные показатели качества регулирования:

σ ≤ 10%         εст≤0,1            

При выборе закона регулирования регулятора непрерывного действия часто указывают величину отношения постоянной времени объекта T к временизапаздыванияτ.

Рисунок 6 – Объяснение T и τ на примере апериодического переходного процесса

Если >1 – П-регулятор

Если 10 > >7,5 – ПИ-регулятор

Если 7,5> >3 – ПИД-регулятор

Если < 3 – Многоконтурная система регулирования

Из графика реакции объекта на единичное ступенчатое воздействие(рисунок 2) видно, что запаздывание =0 => à∞, выбираем П-регулятор

Рисунок 6-График переходной функции системы при K п=1000

 

С увеличение Kп система теряет устойчивость. Применим ПИ-регулятор. Подбирая коэффициенты, получим наиболее близкий к заданным показателям качества регулирования график.

Рисунок 5-Структурная схема системы автоматического регулирования

Рисунок 7-График переходной функции K _П =10 и K _И =15

Рассматривая последний график видно, что мы не попадаем в заданные показатели качества регулирования.

≥ 10%

= 1-0,98=0,02 ≥ 0,1

tp = 0.75 c ≤ 1,8

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе были изучены и усвоены следующие знания по дисциплине ТАУ:

1. Способы аналитического и схематического представления систем автоматического представления

2. Действия и преобразование схем систем автоматического управления

3. Передаточные функции действия над ними

4. Частотные и алгебраические критерии устойчивости систем автоматического управления

При исследовании объекта было установлено, что объект возможно регулировать, но не возможно достичь заданных параметров качества.