Моделирование автоматической системы управления

курсовая работа

6. Уточнение настроечных параметров регулятора и получение переходных характеристик по каналам «Хз-Х» и «Z-X»

Рисунок 15 - Алгоритмическая структура системы управления

W5=

Реализация данной схемы управления с помощью Control System Toolbox выглядит следующим образом:

% описание звена W1

W1 = tf([1 1],[50 1]);

%описание звена W2

W2 = tf([11],[1 0]);

%описание звена W3

W3 = tf([2 1],[9 1]);

% выделяем числитель и знаменатель звена запаздывания

[num,den] = pade(4,1);

%описание звена W4

W4 = tf([num],[den]);

%описание звена W5

W5 = tf([17.8],[1]);

%описание звена W6

W6 = tf([1],[9.6 1]);

%описание звена W7

W7 = tf([30],[3 1]);

% создаем описание единичного звена;

W8 = tf([1],[1]);

sys = append(W1,W2,W3,W4,W5,W6,W7,W8); % объединим математические

% описания блоков в один блок;

% создаём матрицу связей;

Q = [1 6 7 8;

2 1 -3 0;

3 2 -3 0;

4 3 0 0;

5 -4 0 0;

6 5 0 0;

7 5 0 0;

8 5 0 0];

inputs = [5 2]; % номера входов системы;

outputs = [4]; % номера выходов системы;

system = connect(sys,Q,inputs,outputs); % математическое описание системы

step(system); % задаём ступенчатое воздействие;

График переходных характеристик всей системы с расчетными значениями настроечных параметров регулятора по каналам регулирования приведены на рисунке 16.

Рисунок 16 - Переходная характеристика замкнутой системы по каналам “Xз-X” и “Z-X” с расчетными значениями настроечных параметров регулятора

Так как начальные настроечные параметры регулятора определялись по аппроксимированной переходной характеристике объекта, соответствующей инерционному звену первого порядка с запаздыванием, то полученный переходный процесс не соответствует требуемому. Чтобы переходный процесс соответствовал требованиям задания, то есть стал апериодическим, подберем настроечные параметры регулятора:

; ;

График переходных характеристик всей системы с оптимальными значениями настроечных параметров регулятора по каналам регулирования приведены на рисунке 17.

Рисунок 17 - Переходная характеристика замкнутой системы по каналам “Xз-X” и “Z-X” с оптимальными значениями настроечных параметров регулятора

Рисунок 18 - Расчетная схема цифровой модели системы управления для системы Simulink

Оценка показателей качества:

;tп=70с; - по графику;

Расчетная схема цифровой модели системы управления для приложения Simulink - на рисунке 20.

Звено 1: Т1.1=1, Т1.2=50;

Звено 2: k2=11;

Звено 3: Т3.1=2, Т3.2=9;

Звено 4: ф = 4.

Звено 5: k5 = 1;

Звено 6: k6 = 1/9.6;

Звено 7: k7=1, Т7=0.1

Вывод: В данном разделе был проведен поиск настроечных параметров регулятора, обеспечивающих требуемое качество переходных процессов (20% перерегулирование) в системе с реальным объектом. Для этого была составлена цифровая модель системы с помощью пакета Control System Toolbox приложения MATLAB и по графику переходной характеристики, были найдены оптимальные значения параметров регулятора. С найденными оптимальными настроечными параметрами регулятора, с помощью пакета «Simulink» был построен график переходной характеристики по каналам “Xз-X” и “Z-X”.

Рисунок 20 - Цифровая модель системы управления

Делись добром ;)