Обоснование необходимости и анализ способов последовательной коррекции работы систем автоматизированного управления. 2
Синтез аналоговой схемы и ПИ-регулятора для получения апериодического переходного процесса с 5%-ным перерегулированием. 3
Реализация математической модели аналоговой системы в координатах вход-выход и в координатах состояния с помощью пакетов MatLab, MathCAD. 6
Синтез цифровой системы по аналоговой модели, построение структурной схемы новой системы. 10
Реализация математической модели цифровой системы в переменных состояния с помощью пакетов MatLab, MathCAD. 14
Выводы: сравнение синтезированных аналоговой и цифровых систем. 20
Результат расчета автоматической системы может не устраивать исследователя по двум причинам. Система может оказаться неустойчивой или устойчивой, но не отвечающей заданным требованиям. И в том и в другом случае система нуждается в корректировке. Корректировка осуществляется при помощи устройств, которые называются корректирующие. Корректирующие устройства есть параллельные и последовательные. В нашей работе используется последовательное корректирующее устройство. Последовательные корректирующие устройства - это такие устройства, которые включаются последовательно с остальными звеньями в контур управления.
Наиболее распространенным на практике является ПИ-регулятор, который обладает следующими достоинствами:
• Обеспечивает нулевую статическую ошибку регулирования.
• Достаточно прост в настройке, т.к. настраиваются только два параметра, а именно коэффициент усиления Кр и постоянная времени интегрирования Ti. В таком регуляторе имеется возможность оптимизации величины отношения Кр/Ti—min, что обеспечивает управление с минимально возможной среднеквадратичной ошибкой регулирования.
• Малая чувствительность к шумам в канале измерения (в отличие от ПИД-регулятора).
Для наиболее ответственных контуров регулирования можно рекомендовать использование ПИД-регулятора, обеспечивающего наиболее высокое быстродействие в системе. Однако следует учитывать, что это условие выполняется только при его оптимальных настройках (настраиваются три параметра).
С увеличением запаздывания в системе резко возрастают отрицательные фазовые сдвиги, что снижает эффект действия дифференциальной составляющей регулятора. Поэтому качество работы ПИД-регулятора для систем с большим запаздыванием становится сравнимо с качеством работы ПИ-регулятора.
Исследуемая система содержит два звена и в одном из этих звеньев содержится большая постоянная времени, которая снижает быстродействие системы. Переходный процесс нескорректированной системы колебательный, а условие задачи состоит в том, что необходимо обеспечить монотонный переходный процесс с заданными параметрами. Это можно осуществить при помощи PI-регулятора, который сможет скомпенсировать большую постоянную времени.
