Синтез и анализ аналоговых и цифровых регуляторовРефераты >> Кибернетика >> Синтез и анализ аналоговых и цифровых регуляторов
- П – регулятор:
- Пи – регулятор:
- Пид – регулятор:
где С0 = 1/Tu;
C1 = Kp;
C2 = Tg.
Для ПИД – регулятора имеем два уравнения с тремя неизвестными, тогда задаемся отношением:
,
В этом случае расчет формулы для ПИД – регулятора принимает следующий далее вид:
где а = w(m2+1);
;
.
Расчет оптимальных параметров настройки для П – регулятора представлен следующим образом:
, (1.10)
Из второго уравнения системы (1.10) найдем w и подставим это значение в первое уравнение системы. При решении получи, что w = 0.354 и оптимильными параметрами настройки П – регулятора является значение Кропт = 1.01.
Рассчитываем оптимальные значения параметров настройки для ПИ – регулятора.
Для каждого значения частота от 0 до частоты среза находи точки С1С0 и С1, соответствующие требуемой степени затухания Y. Оптимальным параметром является является точка на линии, равной степени затухания С1С0 = f(С1), лежащия справа от глобального максимума. Эти параметры обеспечивают:
.
Итак, запишем далее следующую систему уравнений для Пи – регулятора:
, (1.11)
Таблица 1.2
Данные для расчета оптимальных параметров настроек ПИ – регулятора.
w | C0 | C1 | C1C0 |
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.417 0.5 | 0 0.029 0.073 0.059 -0.09 -0.134 -0.443 | -0.323 0.117 0.382 0.777 1.228 1.307 1.753 | 0 4.858*10-4 0.028 0.046 -0.11 -0.175 -0.777 |
Рисунок 1.2 – График звисимости С1С0 = f(C1) для Пи – регулятора
Максимальное значение функции С1С0 = 0.048 при С1 = 0.694. Берем точку правее глобального максимума С1 = 0.777, С1С0 = 0.0459 . Решив систему уравнений (1.11) получим оптимальные параметры пастройки Кропт = 0.777, Tuопт = 16.928.
Рассчитываем оптимальные параметры настройка для ПИД – регулятора:
, (1.12)
Для каждого значения частота от 0 до частоты среза находи точки С1С0 и С1, соответствующие требуемой степени колебательности m = 0.512 решив систему (1.12). Данные расчетов представлены в таблице 1.1 по эти данным построим график зависимости С1С0 = f(С1).
Таблица 1.1
Данные для расчета оптимальных параметров настроек ПИД – регулятора.
w | C0 | C1 | C1C0 |
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.417 0.5 | 0 0.12 0.2 0.226 0.184 0.172 0.113 | -0.323 0.097 0.485 0.913 1.447 1.556 2.206 | 0 0.012 0.097 0.207 0.266 0.268 0.25 |
Рисунок 1.3 – График звисимости С1С0 = f(C1)
Нужно взяь точку, лежащую справа от глобального максимума. Максимильное значение С1С0 =0.268 , при С1 = 1.576. Берем точку С1С0 = 0.2592 при С1 =1.9456. По этим значениям определим оптимальные параметры регулятора:
Таким образом оптимильные параметры настройки для ПИД – регулятора:
2. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМАХ
Запишем выражение передатичной функции для системы в замкнутом состоянии:
, (2.1)
где .
Тогда выражение (2.1) будут иметь вид:
, (2.2)
Найдем передаточную функию для замкнутой системы с П – регулятором, т.е. Wp(p) = Кp . Кp – оптимальное значение, найденное в первом разделе , т. е. Кp = 1.01.
Предаточная функция замкнутой системы с П – регулятором имеет следующие вид:
, (2.3)
Переходная функция замкнутой системы:
, (2.4)
Найдем полюса фунгкции (2.4).
Для этого необходимо найти корни следующего уравнения:
p() = 0.
Они равны: