1«расчёт cap технологического параметра объекта управления с типовым законом регулирования»

жүктеу/скачать 0,96 Mb.

бет	2/8
Дата	04.12.2023
өлшемі	0,96 Mb.
	#194951
түрі	Методические указания

1 2 3 4 5 6 7 8

Байланысты:
МУ поинд заданию

1.1 Задание

Рассматривается система стабилизации температуры в нагревательном устройстве. Структурная схема представлена на рисунке 1.

Рисунок 1.1

Объект управления представляет собой нагревательное устройство 1, в котором температура поддерживается неизменной регулятором 2.

Экспериментальная кривая разгона температуры в объекте в безразмерной форме (исключая участок транспортного запаздывания) представлена в таблице 1.

Таблица 1 -Экспериментальная кривая разгона

S	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
θ	0	0,07	0,25	0,43	0,58	0,7	0,78	0,84	0,89	0,92	0,94	0,96	0,97	0,98	0,985	0,99	0,995	1.00

Действительные значения ординат кривой разгона определяются по уравнениям

t = a×S (1)
Т = в×θ

где t – время, с, Т – температура, °С

Величина транспортного запаздывания τ, значения а, в, х, m и тип регулятора определяются вариантом задания, где некоторые значения корректируются преподавателем.
1.2 Определить динамические характеристики объекта

1.1.1 Построить кривую разгона с учётом запаздывания. Определить передаточный коэффициент и постоянную времени объекта.

1.1.2 Определить передаточную функцию и дифференциальное уравнение объекта. Дать пояснение. Расчет коэффициентов передаточной функции выполнить по программе PERFUN.
1.1.3 Определить максимальное динамическое отклонение аппроксимирующей кривой от заданной в натуральной форме. Расчет ординат аппроксимирующей кривой разгона выполнить по программе RAZGON. Допустимое максимальное отклонение G_max ≤ 5%

1.3 Определить оптимальные настроечные параметры регулятора, обеспечивающие заданный по «m» запас устойчивой системы

1.2.1 Рассчитать расширенные АЧХ и ФЧХ объекта для заданного значения «m». Расчет выполнить по программе RCHO.

1.2.2 Определить оптимальные настроечные параметры регулятора. Расчет ординат линии равной степени затухания выполнить по программе LINZ.
1.2.3 Определить запас устойчивости САР по модулю и по фазе.

Таблица 2- Исходные данные для расчетов

Вар	а,с	в,	х,%х.р.о.	τ,с	m	Тип Рег.	№ Вар	а,с	в,	Х,%х.р.о.	τ,с	m	Тип Рег.
1	2	20	10	6	0,366	ПИ	21	2	59	30	4	0,302	ПИ
2	3	25	10	3	0,221	ПИ	22	3	68	30	9	0,221	ПИ
3	4	30	15	8	0,366	ПИ	23	4	78	40	8	0,256	ПИ
4	6	35	20	6	0,302	ПИ	24	5	88	40	5	0,256	ПИ
5	2	40	30	4	0,256	ПИ	25	2	98	40	8	0,366	ПИ
6	5	45	20	5	0,302	ПИ	26	3	24	10	6	0,366	ПИ
7	4	50	40	8	0,221	ПИ	27	4	34	15	4	0,256	ПИ
8	5	55	40	5	0,221	ПИ	28	5	44	20	10	0,302	ПИ
9	4	60	30	8	0,256	ПИ	29	2	54	30	5	0,302	ПИ
10	5	65	30	10	0,302	ПИ	30	3	64	30	6	0,256	ПИ
11	5	70	30	10	0,221	ПИ	31	4	20	15	12	0,302	ПИ
12	4	75	40	4	0,256	ПИ	32	5	25	15	10	0,221	ПИ
13	5	80	45	10	0,221	ПИ	33	2	30	15	4	0,221	ПИ
14	6	85	45	6	0,256	ПИ	34	3	35	15	9	0,366	ПИ
15	4	90	45	8	0,256	ПИ	35	4	40	25	4	0,256	ПИ
16	5	95	45	5	0,256	ПИ	36	5	45	25	5	0,221	ПИ
17	3	100	40	6	0,256	ПИ	37	2	50	30	8	0,256	ПИ
18	2	28	15	2	0,221	ПИ	38	4	55	30	12	0,302	ПИ
19	5	38	25	10	0,302	ПИ	39	4	60	30	4	0,256	ПИ
20	6	48	25	6	0,302	ПИ	40	5	70	30	15	0,221	ПИ

1.4 Определить прямые оценки качества регулирования при единичном
задающем воздействии

1.3.1 Определить передаточную функцию САР по заданному воздействию.

1.3.2 Определить вещественную частотную характеристику замкнутой системы. Расчёт ординат вещественной характеристику замкнутой системы. Расчёт ординат вещественной характеристики выполнить по программе GCHX.
1.3.3 Рассчитать и построить переходный процесс в САР методом трапецеидальных частотных характеристик.
1.3.4 Определить показатели качества регулирования.

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАНИЯ

Расчет САР с заданным в соответствии с вариантом законом регулирования выполняется в той последовательности, в которой сформулированы подразделы и пункты задания.

В конце каждого раздела делаются краткие выводы по полученным результатам.

2.1 Определение динамических характеристик объекта

2.1.1 Построение кривой разгона с учетом запаздывания. Определение передаточного коэффициента и постоянной времени объекта.

Используя данные варианта, по формуле (1) рассчитайте значение температуры и времени. Составьте таблицу, при этом начало сместите на величину заданного времени запаздывания τ.
По полученным расчетным значениям постройте график в координатах «Т, ⁰С – t, с», который представляет собой кривую разгона объекта в натуральной форме с запаздыванием.
Вычислите коэффициент передачи объекта, как отношение установившегося значения температуры к заданной величине возмущения «Х».
Размерность К_об в ⁰С/%х.р.о.
Определить по графику натуральной кривой разгона постоянную времени объекта Т в секундах. Для этого в точке перегиба проведите касательную. Отрезок времени между моментом пересечения касательной с установившимся значением температуры и моментом в начале касательной будет постоянным временем объекта.
2.1.2 Определение передаточной функции и дифференциального уравнения объекта.
При определении передаточной функции объекта примените метод площадей М.П. Симою.
Дайте пояснение этого метода.
Для типового объекта без запаздывания ограничиваются уравнением второго порядка
(2)
Коэффициенты F₁ и F₂ имеют размерность времени. Вычислите их по программе PERFUN.
Ввод в программу: число разбиений кривой разгона N=17; последовательно вводятся значения температуры (данные кривой разгона в натуральной форме без времени запаздывания); интервал разбиения Δt=a.
Представьте структурную схему объекта с запаздыванием, как последовательное соединение объекта с передаточной функцией, представленной формулой (2) с числителем равным К_об и звена чистого запаздывания с передаточной функцией равной е^-^pτ.
По структурной схеме определите выражение для передаточной функции объекта с запаздыванием.
В полученное выражение подставьте численные значения К_об, τ, F₁ и F₂, тем самым перейдете к передаточной функции объекта с запаздыванием в численном виде. По данной передаточной функции, применяя свойства преобразования Лапласа, представьте развёрнутое дифференциальное уравнение объекта с запаздыванием.
2.1.3 Определение максимального динамического отклонения аппроксимирующей кривой разгона от заданной в натуральной форме.
Расчитайте ординаты аппроксимирующей кривой разгона по программе RAZGON.
Ввод в программу; раннее найденные значения F₁ и F₂; расчитанное значение передаточного коэффициента объекта К_об; заданное значение воздействия Х; заданное значение времени запаздывания τ; интервал разбиения, равный заданному значению а; длительность процесса, равная 17а+τ.
Полученные расчётные ординаты аппроксимирующей кривой нанесите на график кривой разгона в натуральной форме. Сравнивая значения температуры, полученные при расчете экспериментальной кривой в натуральной форме с учетом запаздывания, с результатами расчёта по программе, найдите G_max.

(3)
где Y(t) – ордината заданной кривой разгона в натуральной форме в точке максимального отклонения;
Y^/(t) – ордината аппроксимирующей кривой в этой же точке;
Y_∞ - установившееся значение температуры в объекте.
Максимальное динамическое отклонение показывает с какой точностью заданный объект может быть описан выбранной моделью.
В конце каждого раздела сделайте вывод: какому классу объектов относится рассматриваемый – астатический или статический (с самовыравниванием или без), представьте передаточную функцию и дифференциальное уравнение объекта в численном виде, укажите точность аппроксимации; представьте характеристики объекта К_об и Т.

жүктеу/скачать 0,96 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8