2015-05-10
590
При решении задач автоматизации технологических процессов часто приходится иметь дело с инерционными статическими объектами управления (например, с электрическими двигателями), переходные характеристики h0(t), которых имеют специфическую s-образную форму (рис. 1). Наклон, кривизна характеристики и ее расстояние от оси ординат зависят от динамических свойств конкретного объекта
Рис. 1. Переходные характеристики реального объекта (1)
и его приближенной модели второго порядка (2) с запаздыванием
Для практических расчетов АСУ такими объектами каждую s - образную кривую, снятую при единичном ступенчатом воздействии, достаточно охарактеризовать следующими параметрами, определяемыми непосредственно по графику:
· передаточным коэффициентом k0;
· постоянной времени T0;
· полные запаздывание t0.
Параметры T0 и t0 определяют проведением касательной АВ к наиболее крутому участку переходной характеристики h0(t).
При расчете настроечных параметров АСУ с объектами, имеющими s - образные переходные характеристики, ориентируются либо непосредственно на параметры k0, T0, t0, которыеобобщенно характеризуют статику и динамику реального объекта, либо используют упрощенные модели объекта, коэффициенты которых однозначно выражаются через указанные экспериментальные параметры.
|
|
|
Рассчитаем настроечные параметры АСУ при помощи упрощенной модели объекта
На практике наиболее часто приходится решать задачу синтеза АСУ с инерционными объектами управления с запаздыванием, которые можно описать следующей обобщенной передаточной функцией
где 
- дробно-рациональная функция, характеризующая инерционную часть объекта управления;
tо – чистое запаздывание объекта управления.
Упрощенные модели объектов:
Наиболее простой, но и менее точной является модель первого порядка
, (1)
где 
; 
.
Модель первого порядка состоит из апериодического звена и звена Transport Delay, соединённых последовательно.
Достаточно хорошее приближение к s - образным переходным характеристикам дает модель второго порядка с запаздыванием и одинаковыми постоянными времени (рис. 1)
, (2)
где 
; 
.
Модель второго порядка состоит из апериодического звена, звена с чистым запаздыванием и звена Transport Delay, соединённых последовательно.
Существуют и более сложные модели, например, модель второго порядка с запаздыванием и разными постоянными времени
(3)
2. Выбор регулятора.
Регулятор устанавливает связь ошибки e(p) и управляющего воздействия Y(p),
Эта связь в типовой одноконтурной АСУ (рис. 2) определяется передаточной функцией регулятора
(4)
рис. 2
В простейшем случае, когда возмущающее воздействие на объект отсутствует (X(p) =0), управление можно осуществлять по разомкнутой схеме (рис. 3) при передаточной функции регулятора
|
|
|
так как передаточная функция АСУ
Это означает мгновенное воспроизведение выходной величиной задающего воздействия
Такой переходный процесс называют идеальным, а алгоритмическую структуру его обеспечивающую – идеальной.
Рис.3. Алгоритмическая схема идеальной АСУ
В линейных АСУ применяются следующие типовые алгоритмы управления (регулирования):
- пропорциональный (П) алгоритм;
- интегральный (И) алгоритм;
- пропорционально-интегральный (ПИ) алгоритм;
- пропорционально-дифференциально-интегральный (ПИД) алгоритм;
