Лабораторная работа по САУ №2 Исследование, настройка и расчет каскадной системы регулирования - файл n1.doc

Лабораторная работа по САУ №2 Исследование, настройка и расчет каскадной системы регулирования
Скачать все файлы (721.9 kb.)

Доступные файлы (2):
n1.doc854kb.23.11.2008 18:38скачать
n2.mcd

n1.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АНГАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра автоматизации технологических процессов

и производств.
Лабораторная работа №2

Исследование, настройка и расчет каскадной

системы регулирования
Вариант 6
Отчет

Выполнил:

студент группы АТП 05-2

Прошунин Роман Александрович
Принял:

профессор кафедры АТП

Благодарный Николай Семенович

Ангарск 2008

Исследование каскадной системы регулирования

Цель работы: исследование работы каскадной системы регулирования.

Описание объекта исследования


Исследованию подлежит объект управления, описываемый двумя апериодическими звеньями с запаздыванием и имеющий помимо выходной переменной, одну промежуточную измеряемую координату.

Задание на работу

Параметры звена

Параметр

Первое апериодическое

К


Т

1.9


1.8

Первое задержки

К


T

1


4.6

Второе апериодическое

К


T

3.2


0.7

Второе задержки

К

T

1


3.3


Снятие кривых разгона объекта управления.

Объект управления


Кривая разгона объекта. Верхний график – по промежуточной переменной, нижний – по выходной.
Исследование и настройка одноконтурной системы регулирования


Одноконтурная система регулирования.

Настройку регулятора производим, настраивая сначала пропорциональную составляющую, а затем – интегральную.

Настройки регулятора:

KP = 0.0039

KI = 0.0077



График переходного процесса.

Прямые показатели качества регулирования

Перерегулирование

Время первого согласования

Время регулирования

Число колебаний n = 1

Построение графика переходного процесса по возмущению.





График переходного процесса по возмущению.

Прямые показатели качества регулирования

Перерегулирование

Время первого согласования

Время регулирования

Число колебаний n = 1

Исследование и настройка каскадной системы регулирования.

Настройка вспомогательного регулятора.


Настройка вспомогательного регулятора каскадной системы.

Настройки регулятора:

KP = 0.036

KI = 0.048



График переходного процесса.

Прямые показатели качества регулирования

Перерегулирование

Время первого согласования

Время регулирования

Число колебаний n = 1

Построение графика переходного процесса по возмущению.





График переходного процесса по возмущению.

Прямые показатели качества регулирования

Перерегулирование

Время первого согласования

Время регулирования

Число колебаний n = 1

Настройка основного регулятора каскадной системы.


Настройка основного регулятора каскадной системы.

Настройки регулятора:

KP = 0.0168

KI = 0.0123



График переходного процесса по заданию.

Прямые показатели качества регулирования

Перерегулирование

Время первого согласования

Время регулирования

Число колебаний n = 1

Построение графика переходного процесса по возмущению.





График переходного процесса по возмущению.

Прямые показатели качества регулирования

Перерегулирование

Время первого согласования

Время регулирования

Число колебаний n = 2
Сравнительный анализ качества в одноконтурной и

каскадной системах управления.

По заданию:

Показатели качества / Тип системы

Одноконтурная

Каскадная

Перерегулирование , %

2.4

8.8

Время первого согласования Тсог, с.

45.36

44.66

Время регулирования Трег, с.

71.91

75.06

Число колебаний n

1

1


По возмущению:

Показатели качества / Тип системы

Одноконтурная

Каскадная

Перерегулирование , %

2.82

49.12

Время первого согласования Тсог, с.

52.98

27.04

Время регулирования Трег, с.

74.65

70.37

Число колебаний n

1

2


Из таблиц видно, что такие показатели качества как время первого согласования (Тсог) и время регулирования (Трег), у каскадной системы меньше. Но отличия этих показаний от показаний одноконтурной системы не велики, поскольку рассматриваемый нами объект имеет малое по значению запаздывание.

А перерегулирование, особенно это хорошо видно по графику переходного процесса по возмущению в несколько раз больше.

Причем график по возмущению у каскадной системы имеет более лучшие показатели чем по заданию, это видно как из перерегулирования, так и из других показателей качества.


Настройки регуляторов полученные расчетным путем.


Регулятор

Настройки

Номер итерации

1

2

3

4

Основной

kr

0.155

0.185

0.185

0.175

ku

0.094

0.087

0.083

0.083

Вспомогательный

kr

0.854

0.707

0.59

0.616

ku

0.145

0.21

0.214

0.208



Сравнительный анализ показателей качества регулирования в каскадных системах, полученных экспериментальным

и расчетным путями.

Показатели качества / метод

Расчет

Mathcad

Эксперимент

Перерегулирование , %

50.7

8.8

Время первого согласования Тсог, с.

11.024

44.66

Время регулирования Трег, с.

48.819

75.06

Число колебаний n

3

1


Как видно из таблицы показатели качества полученные расчетно и экспериментально

отличаются. В расчетном методе лучше такие показания как время первого согласования и время регулирования, малые их значения говорят о быстродействие системы. Хотя такое положение приводит к большому перерегулированию и колебательности системы.

В экспериментальном же методе настройки получились более оптимальные, и более реальные. Время первого согласования и время регулирования не на столько малы, что бы привести систему к высокому перерегулированию и колебательности.

Сравнительный анализ настроек регуляторов каскадной системы, полученных экспериментальным и расчетным путями.

Настройка /метод (регулятор)

Экспериментальный

Расчетный

основной

вспомог.

основной

вспомог.

Пропорциональная Кр

0.0168

0.036

0.175

0.616

Интегральная Ки

0.0123

0.048

0.083

0.208

Как видно из таблицы различия между настройками регуляторов, полученными экспериментально и аналитически очень велики.

Наиболее предпочтительным является использование настроек регуляторов, полученных экспериментально, т.к. они обеспечивают наиболее оптимальный переходный процесс.


Вывод.

Каскадная система применяется в случаях, когда объект управления имеет большое запаздывание. В результате улучшается быстродействие, может уменьшиться перерегулирование.

Но для создания каскадной системы необходимо построение дополнительного контура регулирования, к тому же промежуточную переменную не всегда можно измерить.

Поэтому применение каскадной системы оправдано только в том случае, если объект имеет большое запаздывание по выходной переменной, а запаздывание по промежуточной переменной намного меньше.
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации