Тема лабораторной работы. Исследование адаптивной системы автоматического управления.
Цель лабораторной работы. Получение практических навыков настройки параметров ПИ-регулятора по критерию обобщенной работы и анализа качества систем управления.
Задание. Функциональная схема системы управления изображена на рисунке 1.
Структурные схемы регулятора и измерительного устройства приведены на рисунках 2 и 3.
Рис. 1. Функциональная схема системы управления
Рис. 2. Структурная схема регулятора
Рис. 3. Структурная схема измерительного устройства
Элементы регулятора и измерительного устройства имеют следующие передаточные функции:
; ; . (1)
Процессы, происходящие в объекте управления, в пространстве состояний описывают следующими дифференциальными уравнениями с нулевыми начальными условиями:
; (2)
, (3)
где - неконтролируемое возмущающее воздействие.
|
|
Параметры передаточных функций (1) и уравнений (3) для различных вариантов задания приведены в таблице.
№ варианта | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
q | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
A1,1 | -0.1 | -0.2 | -0.3 | -0.4 | -0.5 | -0.6 | -0.7 | -0.8 | -0.9 | -1.0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
A1,2 | -0.9 | -0.8 | -0.7 | -0.6 | -0.5 | -0.4 | -0.7 | -0.8 | -0.9 | -1.0 | -1.1 | -1.2 | -1.3 | -1.4 |
A2,1 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 |
b | 0.7 | 1.2 | 0.9 | 1.4 | 0.5 | 0.6 | 1.7 | 0.85 | 0.9 | 1.30 | 1.5 | 1.75 | 2.0 | 2.5 |
0.5 | -0.5 | 0.3 | -0.3 | 1.0 | -1.0 | 0.5 | -0.5 | 0.2 | -0.2 | 0.4 | -0.4 | 0.3 | -0.3 |
№ варианта | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
q | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
A1,1 | -0.1 | -0.2 | -0.3 | -0.4 | -0.5 | -0.6 | -0.7 | -0.8 | -0.9 | -1.0 | -0.1 | -0.2 | -0.3 | -0.4 |
A1,2 | -0.1 | -0.2 | -0.3 | -0.4 | -0.5 | -0.6 | -0.7 | -0.8 | -0.9 | -1.0 | -1.1 | -1.2 | -1.3 | -1.4 |
A2,1 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 1.0 | 0.5 | 1.0 |
b | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 0.7 | 1.8 | 1.9 | 1.0 | 1.0 | 0.75 | 1.20 | 1.35 |
0.5 | -0.5 | 0.6 | -0.6 | 0.5 | -0.5 | 0.4 | -0.4 | 0.3 | -0.3 | 0.4 | -0.4 | 0.5 | -0.5 |
При выполнении лабораторной работы необходимо:
6. Выполнить анализ управляемости и наблюдаемости объекта управления.
7. Составить математическую модель системы управления в пространстве состояний.
8. Составить функционал МНК для задачи идентификации параметров ПИ-регулятора и определить оценки параметров ПИ-регулятора.
9. Моделированием на ЭВМ определить графики переходных процессов для управляемой переменной и управляющего воздействия . Шаг квантования времени принять равным =0,01 с., =0, 1, …, N. Требуемый закон изменения выходного сигнала измерительного устройства задан формулой:
(4)
возмущающее воздействие формируется окружающей средой следующим образом:
|
|
.
По графикам переходных процессов определить прямые показатели качества регулирования.
10. Составить отчет по лабораторной работе.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ