Расчет и исследование динамических показателей и показателей качества двухконтурных систем автоматического управления

Таблица 3.

Логарифмические частотные характеристики разомкнутой САР

Рис.8

2.6.3 Расчет переходных процессов по методу моделирования на компьютере

С помощью программы автоматического моделирования СИАМ произведем м

оделирование. Для этого используем файл 3TAU1. SIA (см. рис.9)

Исследование динамических свойств внутреннего контура регулирования САР при изменении постоянной времени регулятора Tр1

Рис.9

2.6.4 Выводы

В результате исследования выяснилось:

При изменении постоянной Tр1 система перестает быть оптимальной. Изменение Tр1 ведет к усложнению передаточной функции как замкнутой, так и разомкнутой САР. Оптимальность системы при этом нарушается. Новые передаточные функции состоят из четырех последовательно соединенных звеньев. В таблице 4 представлены основные параметры переходных функций при различных постоянных времени регулятора.

Параметры переходных функций

Таблица 4

3. Расчет и исследование двухконтурной статической САР с последовательной коррекцией

3.1 Составление структурной схемы двухконтурной САР

В предыдущем разделе мы скомпенсировали постоянную времени T01 и в результате мы получили колебательное звено с оптимальными параметрами.

Для того чтобы скомпенсировать постоянную времени T02 необходимо на вход системы поставить второй регулятор, и охватить полученную разомкнутую систему единичной отрицательной обратной связью. Передаточная функция регулятора определиться по формуле

где i - номер рассматриваемого контура;

Tμ - наименьшая некомпенсируемая постоянная времени;

W0i (p) - передаточная функция той части объекта регулирования, которая должна быть скомпенсирована регулятором рассматриваемого контура.

Ki,Ki-1 - коэффициенты обратной связи рассматриваемого и предыдущего внутреннего контура соответственно.

Рассмотрим внешний контур нашей САР

тогда передаточная функция второго регулятора определиться как

Регулятор внешнего контура является пропорциональным звеном. Согласно этому строим схему внешнего контура САР (Рис.10).

Т.к. Tμ величина маленькая, то ее квадрат еще меньше, следовательно, ей можно пренебречь. При этом передаточная функция внутреннего контура упростится и станет оптимальной функцией первого порядка с постоянной времени T’μ=2Tμ=0,04с. Структурная схема внешнего контура примет вид (Рис.11).

Схема внешнего контура САР

Рис.10

Упрощенная схема внешнего контура САР

Рис.11

3.2 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой САР для выходной величины внешнего контура

3.2.1 Передаточные функции САР при управляющем воздействии

yвх=g (p) yвых=y2

Передаточная функция разомкнутой САР по управляющему воздействию имеет вид

Определим передаточную функцию разомкнутой САР для упрощенного контура

Передаточная функция замкнутой САР

Передаточная функция замкнутой САР для упрощенного контура

где T’μ=2 Tμ=0,04с.

Следовательно, передаточные функции разомкнутых и замкнутых систем будут оптимальными. В случае колебательного внутреннего контура система представляет собой оптимальную систему третьего порядка, а при инерционном внутреннем контуре система будет второго порядка, но наименьшая некомпенсируемая постоянная времени при этом будет в два раза больше.

3.2.2 Передаточные функции САР при возмущающем воздействии

yвх=F (p) yвых=y2

При возмущающем воздействии разомкнутой САР является интегрирующее звено объекта регулирования

В обратной связи находятся звенья регулятора и внутреннего контура

Для упрощенного контура обратная связь

Передаточная функция замкнутой САР определиться как

Для аппроксимированной замкнутой САР

3.3 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой САР для выходной величины внутреннего контура

3.3.1 Передаточные функции САР при управляющем воздействии

yвх=g (p) yвых=y1

Передаточная функция разомкнутой САР по управляющему воздействию имеет вид

Определим передаточную функцию разомкнутой САР для упрощенного контура

где T’μ=2Tμ=0,04с.

При управляющем воздействии, когда выходной величиной является y1, в обратной связи САР будет находиться интегрирующее звено объекта регулирования

Передаточная функция замкнутой САР

Передаточная функция замкнутой САР для упрощенного контура

где T’μ=2Tμ=0,04с.

3.3.2 Передаточные функции САР при возмущающем воздействии

yвх=F (p) yвых=y1

При возмущающем воздействии, когда выходной величиной является выходная величина внутреннего контура, схема САР совпадает со схемой САР при управляющем воздействии, когда выходной величиной является выходная величина внешнего контура, поэтому передаточные функции замкнутой и разомкнутой САР такие же.

Передаточная функция разомкнутой САР по возмущающему воздействию имеет вид

Определим передаточную функцию разомкнутой САР для упрощенного контура

Передаточная функция замкнутой САР

 Скачать реферат