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!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!