- •Проверил: старший преподаватель
- •Выбор периода kbaнтования цифровых регуляторов
- •2 Определение параметров настройки цифровых
- •2.1 Графоаналитический расчет
- •2.2 Расчет на эвм
- •3 Анализ качества работы аср путем математического моделирования
- •3.1 Моделирование на эвм аср с аналоговыми регуляторами
- •3.2 Моделирование на эвм аср с цифровыми регуляторами
- •4 Экспериментальная проверка работы аср на мпк
- •Сравнительный анализ полученных результатов
4 Экспериментальная проверка работы аср на мпк
РЕМИКОНТ Р-130
При расчете параметров настроек регулятора и дальнейшем моделировании системы невозможно полностью учесть все характеристики применяемых технических средств. Для анализа работы реальной системы целесообразно провести ее моделирование на техническом средстве, которое будет использоваться в дальнейшем. В нашем случае таким техническим средством является МПК Ремиконт Р-130 [4].
Для того чтобы провести моделирование на Ремиконте необходимо его запрограммировать, при этом время цикла установливают в 0.2 с. Конфигурация системы представлена на рис. 4.1.
Алгоблоки 01, 05-14 реализуют непосредственно саму систему управления, а ал-гоблоки 15-25 реализуют блок запоминания выходной величины.
Алгоблок 05 - предназначен для установки задания. Алгоблок 08 необходим для выбора режима управления: ручной, дистанционный, автоматический. Алтоблок 06 осуществляет аналоговое регулирование по ПИ-закону регулирования [3].
Алгоблок 07 реализует автоматическую настройку регулятора на заданный показатель колебательности.
Алгоблоки 09-11 предназначены для подачи воздействия на вход объекта по заданию или по возмущению. При подаче на вход 01 алгоблока 09 единицы на вход алгоблока 11 приходит сигнал возмущения.
Алгоблоки 12-14 представляют собой программную реализацию модели объекта. По второму входу устанавливаются значения постоянных времени объекта.
Алгоблок 17 предназначен для выделения переднего фронта по управляющему сигналу, поступающему с РУЧ. Таким образом, при переходе с автоматического на ручной режим на выходе алгоблока 17 формируется единица, при обратном переходе – ноль.
Аналогично работают алгоблоки 15, 16, управляющий сигнал приходит с выхода 01 алгоблока09. однако алгоблок 15 работает по заднему фронту, т.к. вход 01 инверсный.
Алгоблоки 20,23-24 запоминают значение выходной величины с периодом Тз, значение которого устанавливается на пятом входе алгоблока 20, Алгоблок 20 работает от внутреннего таймера. Остальные блоки работают от внешнего источника, поэтому выход 02 предыдущего соединен с входом 03 последующего блока. Алгоблок 21 просчитывает количество проталкиваний и при достижении их числа заданному, формирует сигнал единицы. Этот сигнал останавливает работу алгоритмов блока регистрации.
Исследования малоинерционной системы будем производить в последовательности:
исследование работы системы по заданию и возмущению для параметров настроек аналогового регулятора полученных при расчете на ЭВМ (табл. 4.1);
исследование работы системы по заданию и возмущению для параметров настроек цифрового регулятора полученных при расчете на ЭВМ (табл. 4.2);
исследование работы системы по заданию и возмущению для параметров настроек цифрового регулятора полученных графоаналитическим методом (табл. 4.3);
проведение автонастройки регулятора;
исследование работы системы по заданию и возмущению для параметров настроек регулятора полученных при автонастройке;
анализ показателей качества регулирования приведен в табл. 4.4.
Таблица 4.1 - Переходные процессы по заданию и по возмущению малоинерционной системы при Кр= 1.425 и Ти = 0.539 с
t, с
|
Y(t) по заданию
|
Y(t) по возмущению
|
t, с
|
Y(t) по заданию
|
Y(t) no возмущению
|
|||||
% |
отн.ед |
% |
отн.еддддд |
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
|||
0 |
40 |
0 |
60 |
0 |
2.7 |
59.76 |
0.988 |
60.12 |
0.006 |
|
0.3 |
45.61 |
0.2805 |
65.14 |
0.257 |
3.0 |
59.84 |
0.992 |
60.09 |
0.0045 |
|
0.6 |
51.15 |
0.5575 |
63.48 |
0.174 |
3.3 |
59.92 |
0.996 |
60.05 |
0.0025 |
|
0.9 |
54.62 |
0.731 |
62.14 |
0.107 |
3.6 |
59.95 |
0.9975 |
60.04 |
0.002 |
|
1.2 |
56.76 |
0.838 |
61.31 |
0.0635 |
3.9 |
59.98 |
0.999 |
60.03 |
0.0015 |
|
1.5 |
58.04 |
0.902 |
60.80 |
0.04 |
4.2 |
59.99 |
0.9995 |
60.03
|
0.0015 |
|
1.8 |
58.82 |
0.941 |
60.48 |
0.024 |
4.5 |
59.99 |
0.9995 |
60.02 |
0.001 |
|
2.1 |
59.28 |
0.964 |
60.30 |
0.015 |
4.8 |
59.99 |
0.9995 |
60.01 |
0.0005 |
|
2.4 |
59.58 |
0.979 |
60.19 |
0.0095....................................... |
5.1 |
60.00 |
1 |
60.00 |
0 |
|
Таблица 4.2 - Переходные процессы по заданию и по возмущению малоинерционной системы при Кр= 1.578 и Ти = 0.5655 с
t,c
|
Y(t) по заданию
|
Y(t) по возмущению
|
t,c
|
Y(t) no заданию
|
Y(t) по возмущению
|
|||||
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
|
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
||
0 |
40 |
0 |
60 |
0 |
3.6 |
59.88 |
0.994 |
60.08 |
0.004 |
|
0.3 |
45.17 |
0.2585 |
64.60 |
0.23 |
3.9 |
59.92 |
0.996 |
60.05 |
0.0025 |
|
0.6 |
50.13 |
0.5065 |
63.55 |
0.1775 |
4.2 |
59.95 |
0.9975 |
60.04 |
0.002 |
|
0.9 |
53.50 |
0.675 |
62.38 |
0.119 |
4.5 |
59.98 |
0.999 |
60.03 |
0.0015 |
|
1.2 |
55.77 |
0.7885 |
61.58 |
0.079 |
4.8 |
59.99 |
0.9995 |
60.03 |
0.0015 |
|
1.5 |
57.26 |
0.863 |
61.02 |
0.051 |
5.1 |
60.00 |
1 |
60.03 |
0.0015 |
|
1.8 |
58.21 |
0.9105 |
60.67 |
0.0335 |
5.4 |
60.01 |
1.0005 |
60.01 |
0.0005 |
|
2.1 |
58.83 |
0.9415 |
60.44 |
0.022 |
5.7 |
60.01 |
1.0005 |
60.01 |
0.0005 |
|
2.4 |
59.25 |
0.9625 |
60.28 |
0.014 |
6.0 |
60.01 |
1.0005 |
60.01 |
0.0005 |
|
2.7 |
59.51 |
0.9755 |
60.20 |
0.01 |
6.3 |
60.01 |
1.0005 |
60.00 |
0 0
|
|
3.0 |
59.70 |
0.985 |
60.14 |
0.007 |
6.6 |
60.00 |
1 |
60.00 |
0 |
|
3.3 |
59.81 |
0.9905 |
60.10 |
0.005 |
6.9 |
60.00 |
1 |
60.00 |
0 |
|
Таблица 4.3 - Переходные процессы по заданию и по возмущению малоинерционной системы при Кр = 1.29 и Ти= 0.65 с
t,c
|
Y(t) по заданию
|
Y(t) по возмущению
|
t,c
|
Y(t) no заданию
|
Y(t) по возмущению
|
|||||
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
|||
0 |
40 |
0 |
60 |
0 |
3.9 |
59.73 |
0.9865 |
60.12 |
0.006 |
|
0.3
|
43.66 |
0.183 |
76.95 |
0.3475 |
4.2 |
59.82 |
0.991 |
60.10 |
0.005 |
|
0.6 0.9
|
48.32 |
0.416 |
65.00 |
0.25 |
4.5 |
59.87 |
0.9935 |
60.08 |
0.004 |
|
0.9 |
51.68 |
0.584 |
63.57 |
0.1785 |
4.8 |
59.92 |
0.996 |
60.05 |
0.0025 |
|
1.2 |
54.07 |
0.7035 |
62.54 |
0.127 |
5.1 |
59.94 |
0.997 |
60.05 |
0.0025 |
|
1.5 |
55.78 |
0.789 |
61.82 |
0.091 |
5.4 |
59.97 |
0.9985 |
60.04 |
0.002 |
|
1.8 |
56.99 |
0.8495 |
61.28 |
0.064 |
5.7 |
59.98 |
0.999 |
60.03 |
0.0015 |
|
2.1 |
57.85 |
0.8925 |
60.93 |
0.0465 |
6.0 |
59.99 |
0.9995 |
60.02 |
0.001 |
|
2.4 |
58.48 |
0.924 |
60.66 |
0.033 |
6.3 |
60.00 |
1 |
60.01 |
0.0005 |
|
2.7 |
58.92 |
0.946 |
60.48 |
0.024 |
6.6 |
60.00 |
1 |
60.01 |
0.0005 |
|
3.0 |
59.23 |
0.9615 |
60.34 |
0.017 |
6.9 |
60.00 |
1 |
60.01 |
0.0005 |
|
3.3 |
59.47 |
0.9735 |
60.25 |
0.0125 |
7.2 |
60.00 |
1 |
60.00 |
0 |
|
3.6 |
59.62 |
0.981 |
60.19 |
0.0095 |
7.5 |
60.00 |
1 |
60.00 |
0 |
|
В результате автонастройки были получены следующие параметры настройки
регулятора:
Кр = 1.203; Ти.= 0.15 с.
По данным таблиц 4.1 и 4.2, 4.3 построены графики переходных процессов (рис.4.2).
При параметрах настройки, полученных в результате автонастройки на МПК Ремиконт – Р-130,система является неустойчивой.
Таблица 4.4 - Показатели качества регулирования
Показатели качества
|
kp=1.425; Tи=0,539 |
kp=1.578; Tи=0,5655 |
kp=1.29; Tи=0,65 |
Время регулирования (по заданию), tпп, с
|
1.9 |
2.20 |
2.73 |
Величина перерегулирования (л о заданию), , %
|
- |
- |
- |
Время регулирования (по возмущению), tпп, с
|
1.4 |
1.51 |
2.06 |
Максимальное динамическое отклонение (по возмущению), Ymax, %
|
25.7 |
23 |
34.75 |
Статическая ошибка,
|
0 |
0 |
0 |
Далее проведены исследования инерционной системы.
В данном случае параметры настройки цифрового и аналогового регуляторов совпадают.
В таблице 4.5 приведены результаты расчета переходных процессов при параметрах настройки регулятора полученных на ЭВМ. По данным таблицы 4.5 построены графики переходных процессов (рис. 4.4). Анализ показателей качества регулирования сведен в таблицу 4.6.
Таблица 4.4 - Переходные процессы по заданию и по возмущению инерционной системы при Кр =1.912 и Ти = 200.63 с
t, с
|
Y(t) по заданию
|
Y(t) по возмущению
|
t,с
|
Y(t) по заданию
|
Y(t) по возмущению
|
|||||
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
% |
отн.ед |
|||
0 |
40 |
0 |
60 |
0 |
560 |
59.03 |
0.9515 |
60.34 |
0.017 |
|
40 |
40.06 |
0.003 |
60.32 |
0.016 |
600 |
59.04 |
0.952 |
60.06 |
0.003 |
|
80 |
40.35 |
0.0175 |
61.72 |
0.076 |
640 |
59.04 |
0.952 |
59.95 |
-0.0025 |
|
120 |
41.39 |
0.0695 |
63.27 |
0.1635 |
680 |
59.05 |
0.9525 |
59.97 |
-0.0015 |
|
160 |
43.13 |
0.1565 |
65.01 |
0.2505 |
720 |
59.05 |
0.9525 |
60.07 |
0.0035 |
|
200 |
45.25 |
0.2625 |
66.28 |
0.314 |
760 |
59.08 |
0.954 |
60.18 |
0.009 |
|
240 |
47.8 |
0.39 |
66.88 |
0.344 |
800 |
59.15 |
0.9575 |
60.28 |
0.014 |
|
280 |
50.4 |
0.52 |
66.78 |
0.339 |
840 |
59.26 |
0.963 |
60.34 |
0.017 |
|
320 |
52.91 |
0.6455 |
66.11 |
0.3055 |
880 |
59.38 |
0.969 |
60.36 |
0.018 |
|
360 |
54.87 |
0.7435 |
65.06 |
0.253 |
920 |
59.52 |
0.976 |
60.34 |
0.017 |
|
400 |
56.49 |
0.8245 |
63.86 |
0.193 |
960 |
59.65 |
0.9825 |
60.29 |
0.0145 |
|
440 |
57.71 |
0.8855 |
62.68 |
0.134 |
1000 |
59.76 |
0.988 |
60.23 |
0.0115 |
|
480 |
58.42 |
0.921 |
61.66 |
0.083 |
1040 |
59.85 |
0.9925 |
60.17 |
0.0085 |
|
520 |
58.86 |
0.943 |
60.87 |
0.0435 |
1080 |
59.9 |
0.995 |
60.10 |
0.005 |
|
Таблица 4.6 - Показатели качества регулирования
Показатель качества
|
Кр = 1.912 Тй =200.63 с
|
Время регулирования (по заданию), tпп, с
|
542 |
Величина перерегулирования (по заданию), , %
|
- |
Время регулирования (по возмущению), tiпп, с
|
522 |
Максимальное динамическое отклонение (по возмущению). Ymax, % |
34.4 |
Статическая ошибка,
|
0 |