Розрахунок оптимальних настроювань регулятора АСР

Оптимальними настроюваннями регулятора називаються настроювання, що відповідають мінімуму (чи максимуму) якого-небудь показника якості. Вимоги до показників якості встановлюються безпосередньо, виходячи з технологічних. Однак, змінюючи настроювання таким чином, щоб збільшити ступінь затухання, ми можемо прийти до занадто великого часу регулювання, що є недоцільним. І навпаки, прагнучи зменшити час регулювання, ми одержуємо більш коливальні процеси з великим значенням коливальності.

Для визначення оптимальних настроювань регулятора скористаємося програмою MatLab, зокрема її пакетом NCD. За допомогою даного пакету можна настроювати параметри моделі, в якості яких може бути довільна кількість змінних. Задання динамічних обмежень здійснюється у візуальному режимі, а хід оптимізації – на екрані за допомогою відображення графіка перехідного процесу і поточних значень функції, що оптимізується.

За початкові умови задамо параметри ПІ-регулятора знайдені у попередньому розділі і за допомогою NCD-блока знайдемо оптимальні параметри настройки ПІ-регулятора.

На рис. 11 зображено структурна схема за допомогою якої здійснюємо пошук оптимальних настроювань регулятора, а на рис.12 – графік перехідного процесу з оптимальними настроюваннями регулятора, які рівні:

К₀=0.7427 К₁=0.0020453 К₂=11.611

Рис.11. структурна схема оптимальних настроювань регулятора

Рис. 12. Графік перехідного процесу з оптимальними настроюваннями регулятора

З графіку перехідного процесу визначаємо прямі показники якості:

- перерегулювання –1%;

- час регулювання – 140с;

- коливальність – 0;

- усталена похибка – 0.

Висновок: провівши пошук настроювань регулятора за допомогою блоку NCD, ми знайшли оптимальні настройки ПІД-регулятора. Для пропорційної складової вони рівні 0,7417, для інтегральної – 0,0020453, а для диференційної складової — 11,611.