Изучение каскадной САР с промежуточным импульсом с помощью программы "IPC-CAD", страница 7

При увеличении коэффициентов усиления и запаздывания на 20%, максимальная динамическая ошибка возрасла на 26%, степень затухания уменьшилась на 51%, время регулирования возросло на 259%, что свидетельствует об ухудшении качества переходного процесса и уменьшении устойчивости.

Произведем оптимальную настройку главного регулятора каскадной САР с промежуточным импульсом. Выберем последовательно пункты меню “Настройка регулятора R1 каскадной САР ”, “ Расчет параметров регулятора”. Затем выберем рекомендованный программой тип регулятора (ПИ-регулятор), вид  процесса “С умеренным затуханием ”. Выберем пункт меню “Выбор внешних воздействий”, затем вид внешнего воздействия “Возмущение на входе объекта (по нагрузке)”, вид воздействия “Ска­чок” и произведем моделирование переходного процесса системы (рисунок 18).

Рисунок 18 – Переходные процессы одноконтурной и каскадной САР с промежуточным импульсом

Показатели качетсва переходного процесса с использованием одноконтурной САР:

Показатели качетсва переходного процесса с использованием каскадной САР с промежуточным импульсом:

При использовании каскадной САР с промежуточным импульсом по сравнению с одноконтурной САР максимальная динамическая ошибка уменьшилась на 60.45%, степень затухания увеличилась на 2.9%, время регулирования увеличилось на 19.9%, что свидетельствует по совокупности всех показателей об улудшении качества переходного процесса, а следовательно, можно сделать вывод, что использование каскадной САР с промежуточным импульсом по сравнению с одноконтурной целесообразее.

Проверим каскадную САР на грубость и получим переходной процесс (рисунок 19).

Рисунок 19 – Переходные процессы каскадной САР с исходным объектом, и с объектом, у которого коэффицинт усиления и запаздывание увеличенны на 20%

Показатели качетсва переходного процесса каскадной САР с исходным основным каналом:

Показатели качетсва переходного процесса каскадной САР с промежуточным импульсом с объектом, у которого коэффицинт усиления и запаздывание увеличенны на 20%:

При увеличении коэффициентов усиления и запаздывания на 20%, максимальная динамическая ошибка возрасла на 25.6%, степень затухания уменьшилась на 1.16%, время регулирования уменьшилось на 1.8%, что свидетельствует об ухудшении качества переходного процесса и уменьшении устойчивости.

Для улучшения качества процесса регулирования произведем оптимизацию параметров главного регулятора каскадной САР с промежуточным импульсом методом поиска. Оптимизацию проводим с использованием критерия ITAE, варьируя коэффициентом усиления и временем изодрома. На рисунке 20 изображены переходные процессы одноконтурной САР, нашей каскадной САР до оптимизации и с оптимальными настройками регулятора.

Рисунок 20 – Переходные процессы одноконтурной САР,  каскадной САР с промежуточным импульсом при неоптимальных и оптимальных значениях постоянной времени и коэффициента усиления

Показатели качетсва переходного процесса каскадной САР с промежуточным импульсом до оптимизации:

Показатели качетсва переходного процесса каскадной САР после оптимизации:

При оптимальных настройках регулятора, максимальная динамическая ошибка уменьшилась на 0.005%, степень затухания возросла на 3.3%, время регулирования уменьшилось на 9.24%, что свидетельствует об улудшении качества переходного процесса, а следовательно, об успешно проведенной оптимизации системы.

Вывод: Я освоила с помощью программы IPC-CAD расчет, настройку, анализ и синтез различных видов каскадных САР и сделала следующие выводы:

·  при увеличении коэффициентов усиления и запаздывания, увеличивается динамическая ошибка и время регулирования. Увеличение этих коэффициентов ведет к снижению качества регулирования;

·  для улучшения качества проводят оптимизацию, при которой получают оптимальные значения коэффициента усиления и постоянной времени, при которых процесс удовлетворяет требованиям;

·  использование каскадных САР (обычной и с промежуточным импульсом) целесообразнее использованию одноконтурных САР, т.к. каскадные САР более качественно регулируют процесс.