Автоматическая система регулирования температуры

В нашем случае Ед=0.05

3. ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Переходные процессы в системе при различных отклонениях от параметров рабочей точки задающего и возмущающего воздействий

Схема для проведения исследования в Matlab

Uз=4В

Переходные процессы для выходной переменной (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для ошибки (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для выходной переменной (-10%,-20%,-30%)

Переходные процессы для ошибки (-10%,-20%,-30%)

Uз=2В

Переходные процессы для выходной переменной (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для ошибки (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для выходной переменной (-10%,-20%,-30%)

Переходные процессы для ошибки (-10%,-20%,-30%)

Uз=3В

Переходные процессы для выходной переменной (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для ошибки (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для выходной переменной (-10%,-20%,-30%)

Переходные процессы для ошибки (-10%,-20%,-30%)

Uз=5В

Переходные процессы для выходной переменной (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для ошибки (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для выходной переменной (-10%,-20%,-30%)

Переходные процессы для ошибки (-10%,-20%,-30%)

3.2 Исследование процессов для выходной переменной и ошибки системы при действии на входе сигналов задания, содержащих гармоническую составляющую

Для выходной переменной

Для ошибки

3.3 Статические характеристики нелинейной системы

Зависимости выходной переменной от сигнала задания при трех значениях возмущающего воздействия:

Qc=25ºСQc=5ºС

Qc=50ºС

Зависимости выходной переменной от возмущающего воздействия при трех значениях задающего воздействия:

Uз=2ВUз=4В

Uз=6В

В системе применяется астатический регулятор, поэтому статические характеристики без наклона. Возмущения не влияют на установившееся значение выходной величины, статическая ошибка равна нулю.

4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИМИТАЦИОННОГО МДЕЛИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

4.1 Составление программы для имитационного моделирования, используя структурную схему нелинейной автоматической системы

Листинг программы в Matlab:

clc;

clear;

%Параметыр моделирвоания

dt=0.001;

time=0:dt:100;

%Параметры системы управления

% Пи-регулятор

%------

Kp=20.39;

Tp=10;

%-----

U0=4; %Температура задания

%-----

Upm=10; %ограничение с Пи регулятора

%-----

K0=0.4;

Uc=220;% действующее напряжение сети

C=100;

Rn=25; % сопротивление нагревателя

Tc=25; %температура окружающей среды

gamma=5;

%Параметры датчика тока

%-----

Kd=0.05;

Td=2;

%-----

%Инициализация

err=zeros(1,numel(time));

d_err=zeros(1,numel(time));

U=zeros(1,numel(time));

Up=zeros(1,numel(time));

alpha=zeros(1,numel(time));

Un=zeros(1,numel(time));

Pn=zeros(1,numel(time));

err1=zeros(1,numel(time));

T=zeros(1,numel(time));

Ud=zeros(1,numel(time));

%Начальные условия

%--------------------------

err(1)=U0;

d_err(1)=0;

U(1)=Kp*err(1);

if (U(1)>=10)

Up(1)=10;

end;

alpha(1)=pi/(1+K0*Up(1));

Un(1)=(((pi-alpha(1)+(sin(2*alpha(1))/2))/pi)^0.5)*Uc;

Pn(1)=(Un(1))^2/Rn;

err1(1)=Pn(1)-((T(1)-Tc)*gamma);

T(1)=0; %начальная температура объекта

Ud(1)=0;

%-------------------------

for k=2:1:numel(time)

err(k)=U0-Ud(k-1);

d_err(k)=(err(k)-err(k-1))/dt;

U(k)=U(k-1)+((dt/Tp)*(Kp*Tp*d_err(k-1)+Kp*err(k-1)));

if (U(1)>10)

Up(1)=10;

else

Up(1)=U(1);

end;

if (U(k)<0)

Up(k)=0;

else

Up(k)=U(k);

end;

alpha(k)=pi/(1+K0*Up(k));

Un(k)=(((pi-alpha(k)+(sin(2*alpha(k))/2))/pi)^0.5)*Uc;

Pn(k)=(Un(k))^2/Rn;

err1(k)=Pn(k)-((T(k-1)-Tc)*gamma);

T(k)=T(k-1)+(dt*err1(k-1)/C);

Ud(k)= Ud(k-1)+((Kd*T(k-1)-Ud(k-1))*(dt/Td));

end;

plot(time,T);

grid on;

figure;

plot(time,err);

grid on;

Результаты выполнения программы:

Переходный процесс относительно ошибки

Переходный процесс относительно выходной переменной

4.2 Используя составленную программу, определить переходные процессы в системе для выходной переменной и ошибки при изменении задающего и возмущающего воздействий для различных рабочих точек

Uз=4В

Переходные процессы для выходной переменной (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для ошибки (+10%,+20%,+30%)

Переходные процессы для выходной переменной (-10%,-20%,-30%)

Переходные процессы для ошибки (-10%,-20%,-30%)

Uз=2В

 Скачать реферат