В ыбор и расчет параметров настройки регуляторов
Автоматические регуляторы по своим динамическим свойствам подразделяются на линейные и нелинейные. При проектировании наиболее часто применяемых линейных регуляторов используют:
- пропорциональный регулятор (П-регулятор);
- интегральный регулятор (И-регулятор);
- пропорционально-интегральный регулятор (ПИ-регулятор);
- дифференциальный регулятор (Д-регулятор);
- пропорционально-дифференциальный регулятор (ПД-регулятор);
- пропорционально-интегро-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор).
Требования, предъявляемые к регулятору, обусловлены требованиями ко всей системе регулирования: в обеспечении устойчивости замкнутой системы. При проектировании систем стремятся обеспечить их устойчивость с некоторой гарантией, так чтобы изменение параметров в некоторых пределах не могло привести к неустойчивости. Для этой цели используются понятия запасов устойчивости систем автоматического регулирования, вводимых на основе частотного критерия Найквиста:
где 
- передаточная функция объектарегулирования;
- передаточная функция регулятора.
Расчет П-регулятора
Передаточная характеристика П-регулятора имеет вид:
| w | R0 | I0 | j0 | Q0 | KП | jП |
| 0 | 0.428 | 0 | 0 | 0.183 | -2.336 | 3.142 |
| 0.5 | 0.099 | -0.438 | -1.348 | 0.202 | -0.492 | 1.794 |
| 1 | -0.257 | -0.196 | -2.489 | 0.105 | 2.456 | 0.653 |
| 1.5 | -0.208 | 0.041 | -3.336 | 0.045 | 4.627 | -0.194 |
| 2 | -0.095 | 0.109 | -3.994 | 0.021 | 4.545 | -0.852 |
|
|
|
Расчет И-регулятора
Передаточная характеристика И-регулятора имеет вид:
| w | Rо | Iо | kи |
| 0 | 0.428 | 0 | 0 |
| 0.5 | 0.099 | -0.438 | 0.432 |
| 1 | -0.257 | -0.196 | 0.602 |
| 1.5 | -0.208 | 0.041 | -1.025 |
| 2 | -0.095 | 0.109 | -4.291 |
Расчет ПИ-регулятора
Передаточная характеристика ПИ-регулятора имеет вид:
где 
| w | Rо | KП | kи |
| 0 | 0.428 | -2.336 | 0 |
| 0.5 | 0.099 | -0.492 | 0.432 |
| 1 | -0.257 | 2.456 | 0.602 |
| 1.5 | -0.208 | 4.627 | -1.025 |
| 2 | -0.095 | 4.545 | -4.291 |
Ниже приведены результаты расчета на ЭВМ в электронных таблицах параметров П, И, ПИ-регуляторов, а также графики изменения этих параметров.
Передаточные функции системы
Разомкнутые системы
Структура разомкнутой системы автоматического регулирования может быть изображена следующим образом:
Передаточной функцией такой системы будет выражение:
.
Запишем передаточные функции систем с регуляторами:
- П-регулятором:
- И-регулятором:
- ПИ-регулятором:
Замкнутые системы
Структура замкнутой системы автоматического регулирования может быть изображена следующим образом:
. 
|
|
|
Передаточной функцией такой системы будут выражения:
- по возмущению 
;
- по управлению 
.
Подставив все известные выражения передаточных функций объекта регулирования и регуляторов, получим передаточные функции систем с различными регуляторами:
- с П-регулятором:
- с И-регулятором:
- с ПИ-регулятором:
Исследование устойчивости АСР
Исследование замкнутых АСР на устойчивость предполагает получение ответов на следующие вопросы. Является ли система с рассчитанным регулятором устойчивой, то есть, возвращается ли она в состояние равновесия при наличии возмущений? Какие из параметров системы (объекта и регулятора) и каким образом влияют на устойчивость? При каких предельных значениях параметров система становится неустойчивой? Каков запас устойчивости системы при заданных значениях параметров?
Ввиду сложности решения поставленных задач часто ограничиваются только установлением факта устойчивости заданной системы. Также нужно помнить, что, так как расчет регулятора ведется не только из условия обеспечения устойчивости системы, но и из условия обеспечения заданного качества регулирования, то такая система уже будет устойчивой. Если задана передаточная функция объекта высокого порядка или замкнутая АСР с некоторыми изменяемыми параметрами, то факт устойчивости не очевиден и нужно выполнить такой анализ.
|
|
|
Для исследования на устойчивость замкнутых систем автоматического регулирования разработано множество методов. Среди них определение устойчивости по корням характеристического уравнения, по критерию Гурвица, по критерию Рауса, по частотному критерию Михайлова, по частотному критерию Найквиста, D-разбиение и другие.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 310; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!