Пример 1. Состояние процесса в промышленной установке автоматически поддерживается регулированием нескольких параметров с помощью отдельных исполнительных устройств. При модернизации установки решено переоборудовать автономные системы регулирования на базе одного микропроцессорного устройства. Необходимо по условиям устойчивости оценить допустимую задержку при регулировании одного параметра для выполнения процессором программы управления процессом в установке.
Технические условия: передаточная функция разомкнутой автономной системы:
;
Допустимое ухудшение запаса устойчивости по фазе при микропроцессорной реализации (3o, не более).
Решение: Полагаем, что искомая величина задержки . Тогда передаточную функцию микропроцессорной системы аппроксимируем передаточной функцией эквивалентной аналоговой системы с запаздыванием:
.
Используя формулы (2.15) и (2.16) определяем .
Находим . С другой стороны .
Приравнивая правые части этих выражений, получаем с.
Принимаем время Тk между командными сигналами в цифровой системе управления одной переменной, называемой периодом квантования, равным задержке времени c.
Пример 2. на рисунке 2.8 изображена структурная схема системы управления объектом, динамическая характеристика которого аппроксимирована передаточной функцией с параметрами Kоб, Тоб и . В устройстве управления реализован интегральный закон регулирования с параметрами настройки Kрег. Используя критерий устойчивости Найквиста, построить монограмму с координатными осями и для определения области значений параметра настройки Kрег.
Рисунок 2.8
Решение: для сформулированных условий имеем расчетные формулы:
передаточная функция разомкнутой системы:
частотная амплитудная характеристика:
частотная фазовая характеристика: ;
частота среза: ;
запас устойчивости по фазе:
.
Искомый коэффициент настройки регулятора определяем по методике, в основе которой лежит использование номограммы, показанной на рисунке 2.9 для трех значений запаса устойчивости по фазе. Если задан иной запас устойчивости, то монограмму достраивают по формуле:
,
в которой значениями выражения задаются в соответствии с условием Например, при рад
(24 градуса) может принимать положительные значения, не более .
Методику расчета коэффициента настройки Kрег по номограмме проиллюстрируем следующими данными: Kоб = 0,5, Тоб = 0,4 с, = 0,1 с и рад (40 градусов).
По исходным данным находим .
Пользуясь номограммой при и определяем , откуда следует
Рисунок 2.9
Достарыңызбен бөлісу: |