Реферат: Синтез системы автоматического регулирования массы квадратного метра бумажного полотна

СТУДЕНТ  Ситников С.А.  ГРУППА   2102

ИССЛЕДОВАНИЕ ЛИНЕЙНОЙ  АСР ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ

   МОДЕЛЬ ОБЪЕКТА ПО КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ :

      коэффициент передачи объекта  =    112.0000

      постоянная времени объекта    =    50.0000

      запаздывание объекта          =   120.0000

   Коэф.передачи исполн.устройства  =     1.0000

   Коэф.передачи регулир.органа     =     0.0104

   Коэффициент передачи датчика     =     0.2500

     ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС ПО ЗАДАЮЩЕМУ  ВОЗДЕЙСТВИЮ

 Изменение задающего воздействия   =     1.5000

 ПИ - закон регулирования

 Параметры закона регулирования :

   Пропорциональная составляющая  K1  =    2.2345

   Интегральная   составляющая    K2  =    0.0270

 Дискретность счета переходного процесса  =   10.0000

ВРЕМЯ         ЗАДАНИЕ       РЕГ ОРГАН     СИСТЕМА       Ср.Квад.Ош.

   160.0000000     1.5000000     0.0210865     0.6510940     0.1252132

   170.0000000     1.5000000     0.0208436     0.7956272     0.1199796

   180.0000000     1.5000000     0.0205269     0.9353699     0.1147136

   190.0000000     1.5000000     0.0201348     1.0711906     0.1095526

   200.0000000     1.5000000     0.0196659     1.2038003     0.1045969

   210.0000000     1.5000000     0.0191190     1.3337810     0.0999210

   220.0000000     1.5000000     0.0184932     1.4616092     0.0955806

   230.0000000     1.5000000     0.0177878     1.5876752     0.0916181

   240.0000000     1.5000000     0.0170022     1.7122984     0.0880660

   250.0000000     1.5000000     0.0161358     1.8357403     0.0849498

   260.0000000     1.5000000     0.0153094     1.9373479     0.0822463

   270.0000000     1.5000000     0.0145229     2.0198114     0.0799121

   280.0000000     1.5000000     0.0137772     2.0852575     0.0778947

   290.0000000     1.5000000     0.0130747     2.1353655     0.0761392

   300.0000000     1.5000000     0.0124183     2.1714592     0.0745921

   310.0000000     1.5000000     0.0118120     2.1945815     0.0732034

   320.0000000     1.5000000     0.0112599     2.2055516     0.0719279

   330.0000000     1.5000000     0.0107670     2.2050126     0.0707261

   340.0000000     1.5000000     0.0103385     2.1934679     0.0695641

   350.0000000     1.5000000     0.0099797     2.1713114     0.0684141

   360.0000000     1.5000000     0.0096963     2.1388500     0.0672545

   370.0000000     1.5000000     0.0094943     2.0963225     0.0660695

   380.0000000     1.5000000     0.0093795     2.0439143     0.0648495

   390.0000000     1.5000000     0.0093439     1.9842299     0.0635947

   400.0000000     1.5000000     0.0093801     1.9193960     0.0623117

   410.0000000     1.5000000     0.0094816     1.8511763     0.0610116

   420.0000000     1.5000000     0.0096421     1.7810594     0.0597076

   430.0000000     1.5000000     0.0098554     1.7103270     0.0584134

   440.0000000     1.5000000     0.0101155     1.6401055     0.0571426

   450.0000000     1.5000000     0.0104161     1.5714055     0.0559073

   460.0000000     1.5000000     0.0107508     1.5051522     0.0547178

   470.0000000     1.5000000     0.0111129     1.4422078     0.0535822

   480.0000000     1.5000000     0.0114952     1.3833890     0.0525060

   490.0000000     1.5000000     0.0118904     1.3294795     0.0514923

   500.0000000     1.5000000     0.0122905     1.2812400     0.0505413

   510.0000000     1.5000000     0.0126873     1.2394150     0.0496509

   520.0000000     1.5000000     0.0130736     1.2044481     0.0488171

   530.0000000     1.5000000     0.0134435     1.1765553     0.0480342

   540.0000000     1.5000000     0.0137915     1.1557790     0.0472955

   550.0000000     1.5000000     0.0141134     1.1420267     0.0465939

   560.0000000     1.5000000     0.0144053     1.1350983     0.0459225

   570.0000000     1.5000000     0.0146642     1.1347064     0.0452745

   580.0000000     1.5000000     0.0148874     1.1404887     0.0446441

   590.0000000     1.5000000     0.0150731     1.1520182     0.0440261

   600.0000000     1.5000000     0.0152202     1.1688082     0.0434168

   610.0000000     1.5000000     0.0153281     1.1903172     0.0428132

   620.0000000     1.5000000     0.0153969     1.2159499     0.0422137

   630.0000000     1.5000000     0.0154275     1.2450597     0.0416176

   640.0000000     1.5000000     0.0154214     1.2769482     0.0410251

   650.0000000     1.5000000     0.0153810     1.3108999     0.0404374

   660.0000000     1.5000000     0.0153088     1.3462052     0.0398559

   670.0000000     1.5000000     0.0152080     1.3821778     0.0392826

   680.0000000     1.5000000     0.0150817     1.4181646     0.0387193

   690.0000000     1.5000000     0.0149337     1.4535546     0.0381681

   700.0000000     1.5000000     0.0147675     1.4877838     0.0376307

   710.0000000     1.5000000     0.0145869     1.5203400     0.0371084

   720.0000000     1.5000000     0.0143958     1.5507661     0.0366022

   730.0000000     1.5000000     0.0141981     1.5786632     0.0361128

   740.0000000     1.5000000     0.0139974     1.6036936     0.0356403

   750.0000000     1.5000000     0.0137973     1.6255834     0.0351843

   760.0000000     1.5000000     0.0136013     1.6441261     0.0347442

   770.0000000     1.5000000     0.0134125     1.6591849     0.0343191

   780.0000000     1.5000000     0.0132337     1.6706932     0.0339077

   790.0000000     1.5000000     0.0130675     1.6786501     0.0335088

   800.0000000     1.5000000     0.0129159     1.6831170     0.0331210

   810.0000000     1.5000000     0.0127808     1.6842113     0.0327430

   820.0000000     1.5000000     0.0126636     1.6821010     0.0323734

   830.0000000     1.5000000     0.0125652     1.6769990     0.0320113

   840.0000000     1.5000000     0.0124864     1.6691563     0.0316558

   850.0000000     1.5000000     0.0124273     1.6588563     0.0313060

   860.0000000     1.5000000     0.0123879     1.6464083     0.0309616

   870.0000000     1.5000000     0.0123679     1.6321418     0.0306222

   880.0000000     1.5000000     0.0123664     1.6163996     0.0302876

   890.0000000     1.5000000     0.0123826     1.5995315     0.0299579

   900.0000000     1.5000000     0.0124151     1.5818878     0.0296333

   910.0000000     1.5000000     0.0124626     1.5638131     0.0293140

   920.0000000     1.5000000     0.0125233     1.5456400     0.0290002

   930.0000000     1.5000000     0.0125955     1.5276845     0.0286922

   940.0000000     1.5000000     0.0126774     1.5102410     0.0283902

   950.0000000     1.5000000     0.0127670     1.4935793     0.0280945

   960.0000000     1.5000000     0.0128624     1.4779404     0.0278052

   970.0000000     1.5000000     0.0129615     1.4635353     0.0275223

   980.0000000     1.5000000     0.0130627     1.4505419     0.0272459

   990.0000000     1.5000000     0.0131639     1.4391047     0.0269757

  1000.0000000     1.5000000     0.0132635     1.4293337     0.0267117

  1010.0000000     1.5000000     0.0133598     1.4213046     0.0264537

  1020.0000000     1.5000000     0.0134514     1.4150592     0.0262012

  1030.0000000     1.5000000     0.0135370     1.4106063     0.0259541

  1040.0000000     1.5000000     0.0136154     1.4079236     0.0257119

  1050.0000000     1.5000000     0.0136857     1.4069599     0.0254745

    

ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС ПО  ВОЗМУЩЕНИЮ НА ВЫХОДЕ ОБЪЕКТА

 Канал передачи возмущения - апериодическое звено 1 порядка

 ПАРАМЕТРЫ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ВОЗМУЩЕНИЯ

  Коэффициент передачи канала возмущения   =     1.1000

  Постоянная времени  канала возмущения    =   60.0000

Возмущение ступенчатое

  Значение возмущения   =     -3.0000

 Дискретность счета переходного процесса  =   10.0000

ВРЕМЯ         ВОЗМ YF       ОБЪЕКТ        СИСТЕМА       Ср.Квад.Ош.

     0.000000     0.000000     0.000000     0.000000     0.000000

    30.000000    -1.298449     0.000000    -1.298449     0.044026

    60.000000    -2.085998     0.000000    -2.085998     0.118114

    90.000000    -2.563671     0.000000    -2.563671     0.192940

   120.000000    -2.853394     0.000000    -2.853394     0.258957

   150.000000    -3.029119     0.166485    -2.862634     0.309076

   180.000000    -3.135703     0.677008    -2.458695     0.327872

   210.000000    -3.200349     1.349803    -1.850546     0.319704

   240.000000    -3.239558     2.095556    -1.144002     0.295999

   270.000000    -3.263340     2.864540    -0.398801     0.267365

   300.000000    -3.277765     3.543583     0.265818     0.241694

   330.000000    -3.286514     4.047102     0.760588     0.222506

   360.000000    -3.291820     4.348739     1.056918     0.209291

   390.000000    -3.295039     4.444880     1.149841     0.199622

   420.000000    -3.296991     4.350097     1.053106     0.190957

   450.000000    -3.298175     4.112383     0.814208     0.181841

   480.000000    -3.298893     3.791970     0.493077     0.172135

   510.000000    -3.299329     3.447541     0.148213     0.162485

   540.000000    -3.299593     3.132691    -0.166902     0.153660

   570.000000    -3.299753     2.889637    -0.410116     0.146089

   600.000000    -3.299850     2.742393    -0.557457     0.139726

   630.000000    -3.299909     2.697175    -0.602735     0.134214

   660.000000    -3.299945     2.745037    -0.554908     0.129137

   690.000000    -3.299967     2.864856    -0.435111     0.124222

   720.000000    -3.299980     3.028208    -0.271771     0.119399

   750.000000    -3.299988     3.204946    -0.095042     0.114750

   780.000000    -3.299993     3.367705     0.067713     0.110398

   810.000000    -3.299996     3.495293     0.195298     0.106417

   840.000000    -3.299997     3.574872     0.274874     0.102802

   870.000000    -3.299999     3.602518     0.302519     0.099485

   900.000000    -3.299999     3.582358     0.282359     0.096382

   930.000000    -3.299999     3.524734     0.224735     0.093427

   960.000000    -3.300000     3.443767     0.143768     0.090596

   990.000000    -3.300000     3.354732     0.054732     0.087893

  1020.000000    -3.300000     3.271678    -0.028322     0.085333

  1050.000000    -3.300000     3.205611    -0.094388     0.082929

  1080.000000    -3.300000     3.163383    -0.136617     0.080673

  1110.000000    -3.300000     3.147352    -0.152648     0.078549

  1140.000000    -3.300000     3.155744    -0.144256     0.076536

  1170.000000    -3.300000     3.183554    -0.116446     0.074616

Определение показателей качества системы регулирования.

                   Оценку качества работы системы можно получить, анализируя кривую  переходного процесса системы на заданный вид воздействия.

По задающему воздействию:

1.   Точность системы управления в установившемся режиме работы.

         Этот показатель оценивается величиной установившейся ошибки: ОШ¥ - точность, с которой поддерживается постоянство регулируемого параметра, определятся как разность между установившимся значением регулируемой величины после окончания переходного процесса y¥ и её заданным значением gзад, т.е. ОШ¥ = y¥ - gзад   Из графика видно, что

y¥ = gзад = 1.5. это значит, что величина установившейся ошибки ОШ¥ = 0, т.е. полученная система не имеет систематической ошибки, сигнал на выходе системы, в установившемся режиме, равен сигналу задания.

2.    Оценка быстродействия системы.

         Быстродействие системы оценивается по времени переходного процесса, от момента начала воздействия до момента времени, после которого верно неравенство: | y(t) - y¥ | £ D, где  D = (0.05 · y¥ ).

            По графику переходного процесса найдём tп.пр. = 1070с » 18 мин.

            Длительность переходного процесса велика.

3.    Запас устойчивости (склонность системы к колебательности).

         а).   перерегулирование – максимальное отклонение регулируемой переменной от установившегося значения. 

            Величина d - велика, (допускается 10 ¸ 30 %).

         б).    затухание за период.

                                   

            Затухание в допустимых пределах.

            в).    число колебаний за время переходного процесса – 2.

По возмущающему воздействию:

1.       Оценка быстродействия системы.

         Быстродействие системы оценивается по времени переходного процесса, от момента начала воздействия до момента времени, после которого верно неравенство: | y(t) - y¥ | £ D, где  D = (0.05 · y¥ ).

            По графику переходного процесса найдём tп.пр. = 700с » 11 мин.

           

2.        Запас устойчивости (склонность системы к колебательности).

         а).   перерегулирование – максимальное отклонение регулируемой переменной от установившегося значения. 

            Величина d - хороший показатель, (допускается 10 ¸ 30 %).

         б).    затухание за период.

                                   

            Затухание в допустимых пределах.

            в).    число колебаний за время переходного процесса – 1.

Анализ полученных результатов

         Получили систему управления не обладающую статической ошибкой, имеющую хороший запас устойчивости, лежащий в пределах общетехнических нормативов.

            За счёт снижения точности работы системы в установившемся режиме до допустимого значения можно несколько повысить запас устойчивости, выбрав другие настройки ПИ-регулятора.

            Для выполнения более высоких требований к качеству переходного процесса можно ввести в систему дополнительно специальные корректирующие звенья с особо подобранной передаточной функцией, заменить регулятор с ПИ-законом регулирования на более сложный регулятор с ПИД-законом регулирования