Синтез нескорректированной системы динамического объекта

Постановка задачи

 

По заданному нестацианарному дифференциальному уравнению, которым описывается поведение объекта управления, находится параметрическая передаточная функция. Выбирается метод решения синтеза системы с учётом ограничений. Выбирается и обосновывается критерий качества и принцип функционирования системы. Строится структурная схема и выбирается элементная база информационно- управляющей системы.

Методом квазистационарности находится передаточная функция системы, и по заданным показателям качества переходного процесса строится желаемая ЛАЧХ скорректированной системы, а затем находится передаточная функция, схема и параметры корректирующего устройства. Проводится оптимизация критерия качества с целью нахождения структуры и алгоритма функционирования информационной параметрической системы идентификации.

Получив структуру регулятора квазистационарного объекта, структуру и алгоритм функционирования информационной параметрической системы, сняв наложенные ограничения квазистационарности объекта управления и регулятора, производится оптимизация критерия качества управляющей системы, в результате которой находится структура и алгоритм функционирования управляющей системы.

 

 

где а₁ =2,4; а₂= 0,16; а₃=8; а₄ =5; b₁=1,5; b₂=8; b₃=16.

построить самонастраивающуюся информационно-управляющую систему, обеспечивающую асимптотическую устойчивость по Ляпунову в условиях нестационарности динамических параметров объекта управления, удовлетворяющих ограничениям:

 

Δa₁(t), Δa₂(t), Δa₃(t), Δa₄(t), Δb₁(t), Δb₂(t), Δb₃(t) << ΔU₁(t), Δy₁(t), Δy₂(t) (1.2)

 

на интервале квазистационарности:

 

nT ≤ t ≤ (n+1)T,

 

выбранному между двумя дискретными состояниями, где Т - интервал времени наблюдения за поведением объекта. После перестройки параметров системы он численно равен трем постоянным времени объекта управления при t = 0

 

Т = 3Т₀

 

При этом система должна удовлетворять следующим показателям качества при единичном ступенчатом воздействии в условиях квазистационарности объекта на интервале времени nT ≤ t ≤ (n+1)T:

·   запас по амплитуде L_зап [дБ] ≥ 10;

·   запас по фазе φ_зап [град] ≥ 15;

·   коэффициент перерегулирования σ [%] = 30;

·   время регулирования t_p [c] = 0,8;

·   система должна обладать астатизмом ν = 2;

·   коэффициент ошибки по скорости С [c] =0,075;

·   полоса пропускания ≥ 8.

Для решения поставленной задачи необходимо следующее:

·   Анализ свойств, определяющих статические и динамические характеристики объекта управления;

·   Представить нестационарный объект управления схемой в переменных состояниях и определить:

вектор состояния;

вектор возмущений;

динамическую матрицу переменных коэффициентов.

·   Исследовать поведение объекта при фиксированных возмущающих воздействиях;

·   Найти передаточную функцию квазистационарного объекта на интервале времени nT ≤ t ≤ (n+1)T и произвести синтез последовательного корректирующего устройства, обеспечивающего заданные показатели качества. Определить запасы устойчивости по амплитуде и фазе;

·   Найти структуру и алгоритм функционирования информационной параметрической системы идентификации при выбранном критерии качества;

·   Выбор элементов и технических средств для её реализации;

·   Построить информационно-параметрическую систему идентификации;

·   Снимая наложенные ограничения квазистационарности, осуществить решение задачи оптимизации с целью нахождения структуры и алгоритма функционирования самонастраивающейся информационно-управляющей системы нестационарного объекта управления;

·   На основании полученного алгоритма функционирования самонастраивающейся информационно-управляющей системы построить структурную и разработать принципиальную электрическую схему самонастраивающейся информационно-управляющей системы нестационарного объекта;