Составление структурной схемы САУ с НЦУ и запись алгоритма цифрового управления
Одним из ценнейших функциональных преимуществ НЦУ является возможность точной реализации алгоритмов управления любой сложности. Однако в настоящее время большинство систем НЦУ являются цифровыми копиями традиционных аналоговых систем, поэтому все реальные системы НЦУ базируются на применении классических ПИ- и ПИД-алгоритмов управления.
Система автоматического регулирования с НЦУ (рис.5) содержит объект управления и автоматический регулятор (очерчен штриховой линией). Роль последнего выполняет ЭВМ снабжённая рядом устройств, для преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую (АЦП), а также из цифровой формы в аналоговую (ЦАП). На рисунке 5 аналоговые сигналы обозначены как функции времени y(t), g(t), z(t). Соответствующие цифровые сигналы отличаются от них не только формой представления величин, но и дискретным характером изменения во времени. Изменения значений цифровых сигналов производится в моменты времени 
где Тд – интервал дискретности; i = 0, 1, 2, …
Цифровые сигналы обозначены на схеме как переменные с индексами y[n], g[n], z[n], причём y[n] = y(nTд); g[n] = g(nТд); z[n] = z(nТд). Интервал дискретности Тд выбирается из условия: Тд £Ти.0,1, где Ти – постоянная времени интегрирования непрерывного регулятора. В нашем случае: Тд = 5,52/10 = 0,552с.
 |
Рис.5. Структурная схема системы НЦУ
Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий автоматическое регулирование, может быть получен из уже найденного закона регулирования непрерывного регулятора.
|
|
|
Принимаем за исходный ПИ-закон:
(8.1)
где:
u1(t) – регулирующее воздействие на объект;
e(t) – сигнал ошибки,
e(t) = g(t) – y(t); Кр и Ти – параметры настройки непрерывного ПИ-регулятора.
Замена непрерывных сигналов цифровыми, взятыми в дискретные моменты, может быть проведена по следующей схеме:
e(t) ® e[n]; u1(t) ® u1[n]; 
Здесь и ниже для удобства записи принимаем:
u[nT0]=u[n]; 
ПИ-закон регулирования в цифровой форме имеет вид:
(8.2)
Более удобна для реализации на ЭВМ другая, так называемая скоростная форма этого алгоритма. Для её получения запишем значение u1 на предыдущем интервале дискретности:
Вычитая его из предыдущего, получим:
Отсюда:
После подстановки e[n] = g[n] – y[n]; e[n-1] = g[n] – y[n-1] получим:
Подставив значения всех постоянных коэффициентов, получим:
(8.3)
Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий компенсацию возмущающего воздействия, может быть получен на основании передаточной функции компенсатора следующим образом.
Пусть, например, сигнал компенсатора u2(t) подаётся на вход объекта (вместе с сигналом регулирования u1) и пусть передаточная функция компенсатора:
|
|
|
. (8.4)
Тогда соответствующее операторное выражение имеет вид:
и в дифференциальной форме записывается в виде:
Переход к цифровым сигналам, взятым в дискретные моменты времени, может быть проведён по следующей схеме:
В результате перехода получим:
Отсюда:
.
Подставив значения всех постоянных коэффициентов, получим:
(8.5)
Окончательно управляющее воздействие цифрового регулятора с компенсацией возмущений получают суммированием регулирующего u1(t) и компенсирующего u2(t) воздействий:
(8.6)
(8.7)
Полученное выражение используется для составления программы НЦУ.
Рис. 6. Блок-схема алгоритма НЦУ
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 212; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!