Разработка системы управления многосвязных систем автоматического регулирования исполнительного уровня

.

Динамические свойства автономных каналов регулирования в общем случае могут отличаться от свойств соответствующих сепаратных каналов регулирования, получаемых формальным отбрасыванием всех перекрестных связей и МОУ, и в регуляторе. В случае точного совпадения этих свойств в МСАР достигается абсолютная автономность, а иначе

 обычная, простая автономность.

Определим вид автономности системы. Для этого сравним передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования.

Передаточная функция разомкнутой системы с учетом перекрестных связей имеет вид:

(1.21)

Передаточная матрица разомкнутой системы без учета перекрестных связей:

Соответствующие передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования не совпадают, а, следовательно, не совпадают и свойства этих каналов. Значит, наблюдается простая автономность каналов.

2) МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе

Рассмотрим детализирванную до уровня одномерных звеньев структурную схему разомкнутой МСАР (Рисунок 1.20)

Рисунок 1.20 – Детализирванная до уровня одномерных звеньев структурная схема разомкнутой МСАР

Передаточную функцию обратной перекрестной связи Wx1(p) определим из условия равенства нулю суммы передаточных функций двух каналов распространения сигнала ε1(p) до второго выхода МОУ.

.

Аналогично определим и передаточную функцию Wx2(p):

.

Определим вид автономности системы. Для этого сравним передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования.

Передаточная функция разомкнутой системы с учетом перекрестных связей имеет вид:

(1.22)

Передаточная матрица разомкнутой системы без учета перекрестных связей:

Соответствующие передаточные функции разомкнутых автономных и сепаратных каналов регулирования совпадают, а, следовательно, совпадают и свойства этих каналов. Значит, наблюдается абсолютная автономность каналов.

Исследование частотных и временных характеристик автономных каналов МСАР

1) МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе

Запишем передаточную матрицу замкнутой системы.

,

где W(p) – передаточная матрица разомкнутой системы (1.21), определенная в пункте 1.4.1 (1)

Рассматриваемая передаточная матрица имеет вид:

.

где ,– передаточные функции замкнутых автономных каналов регулирования.

Построим АЧХ для каждого из автономных каналов (Приложение 7а)

Рисунок 1.21 – АЧХ замкнутых автономных каналов регулирования

Определим показатель колебательности по формуле (1.2):

Построим переходные характеристики (рисунок 1.22) для каждого из автономных каналов регулирования (Приложение 7б).

По графикам переходных функций видно, что переходный процесс расходится.

Рисунок 1.22 – Переходные характеристики автономных каналов регулирования

2) МСАР с обратными перекрестными связями в компенсаторе

Поскольку в п. 1.4.1 доказано, что при включении последовательного компенсатора с обратными перекрестными связями наблюдается абсолютная автономность каналов регулирования, то характеристики автономных каналов регулирования совпадают с аналогичными характеристиками сепаратных каналов.

Проверим это моделированием МСАР в программном пакете MATLAB. Получим переходные характеристики автономных каналов МСАР с обратными перекрестными связями.

Рисунок 1.23 – Переходные характеристики автономных каналов регулирования МСАР с обратными ПС

Определим время переходного процесса и перерегулирования по графикам.

Отметим, что значения прямых показателей качества переходного процесса автономных каналов МСАР с обратными перекрестными связями совпадают с аналогичными показателями сепаратных каналов.

Поскольку исходная МСАР неустойчива, говорить о прямых показателях качества системы некорректно.

Устойчивость автономной МСАР

Передаточная матрица разомкнутой системы определена в п. 1.4.1.

Используя передаточные функции разомкнутых автономных каналов регулирования построим ЛЧХ для каждого из случаев перекрестных связей и определим запасы устойчивости автономных каналов регулирования.

1) МСАР с прямыми перекрестными связями в компенсаторе

С помощью программного пакета MathCad построим графики ЛЧХ для каждого из разомкнутых каналов регулирования (Приложение 9а).

По графикам ЛЧХ (рисунок 1.24) видно, что критическая частота меньше частоты среза, следовательно, автономные каналы регулирования с прямыми перекрестными связями в компенсаторе неустойчивы, а, следовательно, неустойчива и рассматриваемая МСАР.

Добьемся устойчивости автономных каналов регулирования.

Рассматриваемые выше сепаратные каналы устойчивы и удовлетворяют требованиям ТЗ по точности, быстродействию и колебательности.

Передаточные функции каждого из сепаратных каналов в общем виде записываются:

,

;

 Скачать реферат