Лабораторная работа № 5. Разработка и анализ системы управления с автоматической перенастройкой параметров ПИ-регулятора.

Тема лабораторной работы. Разработка и а нализ системы управления с автоматической перенастройкой параметров ПИ-регулятора.

Цель лабораторной работы. Получение практических навыков идентификации параметров ПИ-регулятора с помощью рекуррентного МНК и анализа качества систем управления.

Задание. Функциональная схема системы управления изображена на рисунке 1. Структурные схемы регулятора и измерительного устройства приведены на рисунках 2 и 3.

Рис. 1. Функциональная схема системы управления

 

Рис. 2. Структурная схема регулятора

Рис. 3. Структурная схема измерительного устройства

 

Элементы регулятора и измерительного устройства имеют следующие передаточные функции:

;    ; .                                     (1)

Процессы, происходящие в объекте управления, в пространстве состояний описывают следующими дифференциальными уравнениями с нулевыми начальными условиями:

;                           (2)

,                                                                                 (3)

где  - неконтролируемое возмущающее воздействие, которое формируется окружающей средой следующим образом: 

.

Параметры передаточных функций (1) и уравнений (3) для различных вариантов задания приведены в таблице.

 

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
q	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
A1,1	-0.1	-0.2	-0.3	-0.4	-0.5	-0.6	-0.7	-0.8	-0.9	-1.0	0.1	0.2	0.3	0.4
A1,2	-0.9	-0.8	-0.7	-0.6	-0.5	-0.4	-0.7	-0.8	-0.9	-1.0	-1.1	-1.2	-1.3	-1.4
A2,1	0.5	1.0	1.5	2.0	1.5	1.0	0.5	1.0	1.5	2.0	1.5	1.0	0.5	1.0
b	0.7	1.2	0.9	1.4	0.5	0.6	1.7	0.85	0.9	1.30	1.5	1.75	2.0	2.5
	0.5	-0.5	0.3	-0.3	1.0	-1.0	0.5	-0.5	0.2	-0.2	0.4	-0.4	0.3	-0.3

 

№ варианта	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
q	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
A1,1	-0.1	-0.2	-0.3	-0.4	-0.5	-0.6	-0.7	-0.8	-0.9	-1.0	-0.1	-0.2	-0.3	-0.4
A1,2	-0.1	-0.2	-0.3	-0.4	-0.5	-0.6	-0.7	-0.8	-0.9	-1.0	-1.1	-1.2	-1.3	-1.4
A2,1	0.5	1.0	1.5	2.0	1.5	1.0	0.5	1.0	1.5	2.0	1.5	1.0	0.5	1.0
b	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6	0.7	1.8	1.9	1.0	1.0	0.75	1.20	1.35
	0.5	-0.5	0.6	-0.6	0.5	-0.5	0.4	-0.4	0.3	-0.3	0.4	-0.4	0.5	-0.5

 

При выполнении лабораторной работы необходимо:

1. Выполнить анализ устойчивости, управляемости и наблюдаемости объекта управления.

2. Составить математическую модель системы управления в пространстве состояний.

3. Составить функционал МНК для задачи идентификации параметров ПИ-регулятора и определить оценки параметров ПИ-регулятора по уравнениям рекуррентного МНК.

4. Моделированием на ЭВМ определить графики переходных процессов для управляемой переменной  и управляющего воздействия . Шаг квантования времени принять равным =0,01 с., =0, 1, …, N. Требуемый закон изменения выходного сигнала измерительного устройства задан формулой:

 .                                              (4)

По графикам переходных процессов определить прямые показатели качества регулирования.

5. Составить отчет по лабораторной работе.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ