Технические разделы

Система автоматического регулирования

регулятор система автоматический

Одной из центральных задач теории автоматического управления является задача синтеза систем, в результате решения которой определяется состав, структура САУ и параметры всех ее устройств из условия удовлетворения заданному комплексу технических требований: обеспечение устойчивости {стабилизация) и качества переходных процессов (увеличение быстродействия, недопустимость больших перерегулирований и др.)\ повышение точности управления в установившихся режимах и др.

Далее под методами синтеза САУ по заданным показателям качества понимаются методы решения задачи синтеза регуляторов {корректирующих устройств), позволяющие определить место его включения, структуру и параметры, исходя из требований к качеству процессов управления.

Основные этапы решения задачи синтеза регуляторов в классе линейных стационарных систем

Изложим основные этапы решения задачи синтеза регуляторов, определяющие содержание этой сложной проблемы.

-й этап. Постановка технической задачи. На этом этапе постановка задачи делается в содержательных терминах. Ведется обсуждение с использованием таких понятий, как возможные режимы работы системы (установившийся или переходный), необходимая точность, ограничения, ориентировочное время работы системы и др. Формируется функциональная схема системы, рассматриваются энергетические вопросы, обсуждаются вопросы выбора типа исполнительных элементов и усилительных устройств и т.д.

-й этап. Математическое описание технической задачи и ее постановка. На этом этапе строятся математические модели всех элементов, входящих в систему. выбирается структура регулятора и место его включения. Задается эталонная система или эталонный выходной сигнал. Выбирается критерий приближения к эталону.

Для систем, работающих в переходном режиме, эталонный выходной сигнал может быть задан в виде переходной характеристики, определяемой параметрами: время регулирования tр, перерегулирование σ %, частота колебаний ω= 2π/T. Часто эталонная переходная характеристика задается в виде апериодического переходного процесса.

Требования к системе могут быть определены заданием эталонного оператора системы (эталонной системы). Эталонный оператор системы определяет качество системы как в переходном, так и в установившемся режимах.

Для систем, работающих в установившемся режиме, информация о точности задается с помощью допустимых значений коэффициентов ошибок Типовая постановка задачи может быть сформулирована так: произвести синтез регулятора, который обеспечил бы следующее:

) нулевую установившуюся ошибку при подаче на вход сигнала вида y(t) = 1(t);

) перерегулирование σmax% в системе не должно превышать σдоп%;

) время переходного процесса tр не должно превышать tр доп;

) максимальное ускорение выходной переменной при заданных условиях не должно превышать допустимого значения.

Часто говорят, что переходная характеристика должна находиться в «коробочке» В.В. Солодовникова.

Рис. Область допустимых значений переходной функции («коробочка» В.В. Солодовникова)

На этом этапе выбираются (если они известны) или строятся (если они неизвестны) математические модели всех элементов, входящих в систему. Выбирается структура и место включения регулятора. Этот этап является наиболее сложным в том смысле, что менее всего поддается формализации.

-й этап. Синтез регулятора. На 2-ом этапе была выбрана возможная структура регулятора. На 3-ем этапе решается задача синтеза регулятора, состоящая в расчете его параметров.

Методы синтеза можно условно разбить на две группы. Первая группа включает методы, в которых эталоном является выходной сигнал. При использовании этого подхода в качестве эталона чаще всего задается желаемая переходная характеристика, а параметры регулятора выбираются из следующего условия: реальная переходная характеристика системы должна возможно меньше, в известном смысле, отличаться от эталонной. Вторая группа методов использует понятие эталонного оператора. При этом подходе задача ставится так: надо подобрать параметры регулятора таким образом, чтобы оператор системы возможно меньше, в известном смысле, отличался от эталонного оператора.

-й этап. Анализ полученного решения. Полученные на предыдущем этапе значения параметров регулятора подставляются в уравнения системы, и проводится ее анализ на предмет устойчивости. Если система устойчива, то строится ее переходная функция и другие характеристики, по которым проверяется соответствие скорректированной системы требованиям, сформулированным в техническом задании. Если система не удовлетворяет предъявленным требованиям, то необходимо вернуться ко второму и третьему этапам.

-й этап. Аппаратная реализация регулятора. Результатом реализации этого этапа является принципиальная схема регулятора, построенная в соответствии с выбранной структурой и рассчитанными параметрами. Если предполагается реализация регулятора на базе специализированной ЭВМ, то формируются требования к ЭВМ, работающей в контуре САУ в реальном масштабе времени; строится алгоритмическое и программное обеспечение ЭВМ.

-й этап. Испытания системы.

Еще статьи по технике и технологиям

Смеситель УКВ-радиовещательного приемника
Радиоприемники предназначены для приема и воспроизведения аналоговых и цифровых сигналов. Они должны обеспечивать прием сигналов в диапазонах ДВ, СВ, КВ, УКВ с различными видами модуляции - АМ, ЧМ и т.д. Кроме того, они должны, имея до ...

Структура и функции программного обеспечения ККС
Корпоративная сеть - сеть построенная с использованием различных топологий и объединяющая разрозненные офисы в единую сетевую систему. Часто, корпоративные сети в качестве канала передачи данных используют интернет, несмотря на это, до ...

© 2018 | www.techexpose.ru