Расчет алгоритма управления АСУ

Курсовая работа

по Теории Автоматического Управления

Задание:

1. Получить кривую разгона.

2. Получить динамические параметры кривой разгона.

3. Получить математическое описание из кривой разгона.

4. Выбрать алгоритм управления.

5. Выбор переходного процесса и настроить параметры алгоритмов управления.

6. Набрать схему регулирования в программе SIMULINC.

7. Выставить настроечные параметры и получить переходный процесс.

8. Оптимизировать переходный процесс вручную.

Выбираем объект:

-цветная металлургия,

-вращающиеся печи,

-загрузка-темература газов,

-линейная расходная характеристика.

Исходные данные:

Гидравлический модуль (0-10)…………………………………………….5

Номинальное значение хода РО (0-100)…………………………………50

Начальное значение пропускной способности (0,0-0,05)…………...0,025

С помощью данной программы снимем кривые разгона:

Рисунок 1. Кривая разгона

Рисунок 2. Кривая разгона.

Кривая разгона:

2. Динамические параметры кривой разгона:

Время запаздывания ?_об=64

Постоянное время запаздывания Т_об=200

Коэффициент передачи К_об=0,32

Т’=151

Время регулирования

Эквивалантные постоянные времени по кривой разгона

3. Математическое описание из кривой разгона:

а=0,2 сек.

b=0,57 сек.

Для обеспечения нормальной работы системы автоматического регулирования необходимо подобрать соответствующее автоматическое управляющее устройство с соответствующими параметрами.

4. Алгоритм управления: пропорционально интегрально дифференциальный (ПИД)

5. Настроечные параметры для ПИД регулятора К_р, Т_u, Т_пр

Выбираем переходный процесс: с 20% перерегулированием.

Настроечные параметры для процесса с 20% перерегулированием.

6. Набрать схему регулирования в программе SIMULINC.

7. Настроечные параметры выставлены.

8. Процесс оптимизирован.

Задание 2

Задание 3

Определение устойчивости системы по критерию Рауса-Гурвица.

1. А_зс(р)=р⁴+2р³+р²+10р+20

Составляем главный определитель:

a_n=1>0

?₁=2>0

?₂=2-10=-8<0>

Вывод: система не устойчива, т.к. уже второй определитель оказался <0>

2. А_зс(р)=р⁴+3р³ +10р+5

Вывод: глядя на характеристическое уравнение можно сразу констатировать тот факт, что система не устойчивая, т.к. в характеристическом уравнении отсутствует один из членов уравнения

Задание 4

Вещественно частотная характеристика с положительной и отрицательной областью.

Оценка качества:

Перерегулирование.

Формула расчета:

Переходный процесс в системе.

В зависимости от отношения ?_об/Т_об выбираем тип АУУ.

Так как 1> ?_об/Т_об = 0,685 >0,2 то выбираем непрерывный тип АУУ

Далее приближенно выбираем алгоритм управления из монограммы

Z(p) = t^*_p/?_об

Z(0) = T_об/?_об

t^*_p – время работы системы, время регулирования.

Z(p) = 7/0,9 = 4,75

Z(0) = 923/735 = 1,26

Из диаграммы следует, что необходимо использовать ПИ регулятор.

Исходя из переходного процесса, по свойствам ОУ определяем, что процесс апериодический. По таблице характеристик статических объектов выбираем расчетные формулы для определения настроечных параметров для ПИ регулятора:

; К_р = 0,468226

; Т_И = 1764

; Т_ПР = 294

Передаточная функция ПИД алгоритма будет иметь вид:

Для данного переходного процесса расчитаем настроечные параметры:

Для того что бы определить условия оптимальности, преобразуем данную схему так, что все возмущающие воздействия придут ко входу:

Для того, что бы схемы были адекватны и в 1-м и 2-м выражении были равнозначны необходимо, что бы передаточная функция фильтра i-го возмущения должна иметь определенную форму:

, тогда

необходимо подобрать такой фильтр, что бы свести на min влияние возмущения на полезный сигнал. Для этого осуществляем перенастройку регулятора