ОПТИМИЗАЦИЯ КАСКАДНОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Основные положения
Структурная схема каскадной системы регулирования представлена на рис. 6. Она имеет два входа (по заданию и возмущению) и один выход. Объект управления содержит два канала: основной с ПФ W0 и вспомогательный с ПФ W1. В систему входят два регулирующих блока, названия которых следуют из рис. 6.
Рис. 6
Исходные данные представлены передаточными функциями каналов объекта управления. В данной работе использованы простейшие формы ПФ:
;
.
Значения соответствующих коэффициентов заданы в табл. 2.
При синтезе данной системы необходимо найти настройки основного и вспомогательного регулирующих блоков. Количество этих настроек определяется типами регуляторов (см. предыдущее задание).
Задачи оптимизации
Необходимо найти оптимальные настройки при воздействиях на оба входа системы для всех сочетаний типов регуляторов, представленных в табл. 3. Воздействия подавать по очереди:
· на вход по заданию;
· на вход по возмущению.
Ограничения на переходные процессы при этом будут различными.
При подаче единичного скачка на вход по заданию выходной сигнал стремится к единице. Время регулирования первоначально установить равным десяти значениям, а время нарастания – двум значениям транспортного запаздывания основного канала ОУ.
После окончания процесса оптимизации одного варианта необходимо ужесточить ограничения на переходный процесс (первоначально уменьшать время нарастания, затем уменьшать время регулирования) и повторить процесс оптимизации. И так до тех пор, пока дальнейшая оптимизация станет невозможной.
|
|
Таблица 2
Номер варианта | Основной канал | Вспомогательный канал | ||||
1 | 0,5 | 12 | 24 | 2 | 12 | 12 |
2 | 0,25 | 12 | 24 | 1 | 12 | 12 |
3 | 0,5 | 8 | 24 | 2 | 12 | 12 |
4 | 0,25 | 8 | 24 | 1 | 12 | 12 |
5 | 0,5 | 6 | 24 | 2 | 12 | 12 |
6 | 0,25 | 6 | 24 | 1 | 12 | 12 |
7 | 0,5 | 16 | 32 | 1 | 8 | 8 |
8 | 0,25 | 16 | 32 | 0,5 | 8 | 8 |
9 | 0,5 | 8 | 32 | 1 | 8 | 8 |
10 | 0,25 | 8 | 32 | 0,5 | 8 | 8 |
11 | 0,5 | 4 | 32 | 1 | 8 | 8 |
12 | 0,25 | 4 | 32 | 0,5 | 8 | 8 |
13 | 0,5 | 24 | 48 | 1,5 | 12 | 8 |
14 | 0,25 | 24 | 48 | 3 | 12 | 8 |
15 | 0,5 | 16 | 48 | 1,5 | 12 | 8 |
16 | 0,25 | 16 | 48 | 3 | 12 | 8 |
17 | 0,5 | 12 | 48 | 1,5 | 12 | 8 |
18 | 0,25 | 12 | 48 | 3 | 12 | 8 |
19 | 0,5 | 48 | 96 | 2 | 18 | 18 |
20 | 0,25 | 48 | 96 | 1 | 18 | 18 |
21 | 0,5 | 32 | 96 | 2 | 18 | 18 |
22 | 0,25 | 32 | 96 | 1 | 18 | 18 |
23 | 0,5 | 24 | 96 | 2 | 18 | 18 |
24 | 0,25 | 24 | 96 | 1 | 18 | 18 |
|
|
При подаче единичного скачка на вход по возмущению выходной сигнал стремится к нулю, т.е. необходимо установить ограничения разных знаков на значения переходного процесса, для чего следует выбрать пункты Options → Y-Axis и установить в окне Response Axis Limits в верхней строке [-0.5 1.3]. Время регулирования и время нарастания устанавливать, как и в предыдущем случае, с последующим ужесточением требований на переходный процесс.
Значения начальных настроек регулятора взять из лабораторной работы «Проектирование каскадных систем регулирования».
Таблица 3
Номер варианта | Основной регулятор | Вспомогательный регулятор |
1 | ПИ | П |
2 | ПИД | П |
3 | ПИ | ПИ |
4 | ПИД | ПИ |
5 | ПИД | ПИД |
Таким образом, для оптимизации необходимо создать десять схем моделей:
1) с основным ПИ-регулятором, вспомогательным П-регулятором и единичным сигналом на входе по заданию;
2) с основным ПИ-регулятором, вспомогательным П-регулятором и единичным сигналом на входе по возмущению;
3) с основным ПИД-регулятором, вспомогательным П-регулятором и единичным сигналом на входе по заданию;
|
|
4) с основным ПИД-регулятором, вспомогательным П-регулятором и единичным сигналом на входе по возмущению;
5) с основным ПИ-регулятором, вспомогательным ПИ-регулятором и единичным сигналом на входе по заданию;
6) с основным ПИ-регулятором, вспомогательным ПИ-регулятором и единичным сигналом на входе по возмущению;
7) с основным ПИД-регулятором, вспомогательным ПИ-регулятором и единичным сигналом на входе по заданию;
8) с основным ПИД-регулятором, вспомогательным ПИ-регулятором и единичным сигналом на входе по возмущению;
9) с основным ПИД-регулятором, вспомогательным ПИД-регулятором и единичным сигналом на входе по заданию;
10) с основным ПИД-регулятором, вспомогательным ПИД-регулятором и единичным сигналом на входе по возмущению.
Содержание отчета
В отчете должны быть приведены:
· исходные данные;
· десять схем;
· переходные процессы и соответствующие им значения настроек блока регулирования.
В отчете не должно быть лишней информации из командного окна MATLAB.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений/ И.В. Черных; под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. 496 с.
|
|
Дьяконов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем: специальный справочник/. В. Дьяконов, В. Круглов. СПб.: Питер, 2002. 448 с.
Чесноков Ю.Н. Автоматизация проектирования систем и средств управления: конспект лекций/ Ю.Н. Чесноков. Екатеринбург: УГТУ, 1998. 98 с.
Чесноков Ю.Н. Проектирование систем регулирования на ПК: учебное пособие/ Ю.Н. Чесноков, О.А. Гусев. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 108 с.
Оглавление
Введение........................................................................................................... 3
1. Знакомство с пакетом NCD Blockset........................................................ 3
1.1. Назначение пакета NCD Blockset...................................................... 3
1.2. Состав пакета NCD Blockset............................................................... 4
1.3. Стадии типового сеанса работы с NCD Blockset........................... 4
1.4. Учебный пример 1. Блоки CRMS и DRMS........................................ 5
1.5. Учебный пример 2. Оптимизация И-регулятора............................. 6
2. Оптимизация одноконтурной системы регулирования........................ 9
2.1. Основные положения........................................................................... 9
2.2. Задачи оптимизации.......................................................................... 12
2.3. Содержание отчета............................................................................ 12
3. Оптимизация каскадной системы регулирования.............................. 13
3.1. Основные положения........................................................................ 13
3.2. Задачи оптимизации.......................................................................... 13
3.3. Содержание отчета............................................................................ 15
Библиографический список......................................................................... 16
ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ В SMULINK
Составители Гусев Олег Александрович
Пономарев Николай Николаевич
Чесноков Юрий Николаевич
Редактор О.В. Байгулова
Подписано в печать 6.06.2005 | Формат 60x84 1/16 | ||
Бумага писчая | Плоская печать | Усл. печ. л. 0,93 | |
Уч.-изд. л. 0,9 | Тираж 50 | Заказ | Цена «С» |
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19
Цех №4 ОАО «Полиграфист»
Екатеринбург, ул. Тургенева, 20
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 445; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!