Изучение САР с предиктором Смита и комбинированной САР с помощью программ IPC-CAD и VisSim 3.0, страница 4

Переходной процесс с увеличенными на 20% параметрами, показанный на рисунке 11 имеет следующие показатели качества:

Максимальная динамическая ошибка = 0.815969;

Степень затухания = 0.778875;

Время регулирования = 26.0862.

Перерегулирование 𝜎% =

По графикам на рисунке 11 можно сделать вывод, что в результате увеличения значений параметров на 20% все показатели качества значительно ухудшаются, но остаются удовлетворительными, значит система является работоспособной (грубой) к изменению параметров объекта.

10.Найдем оптимальные параметры регулятора методом поиска. Варьируемые параметры: Кр и Ти. Критерий оптимальности ITAE.

Для этого выберем последовательно пункты меню “Оптимизация параметров регулятора методом поиска”, “Выбрать критерий оптимальности”, “Критерий ITAE“, “Выбор варьируемых параметров”, “Коэффициент регулятора Кр”, “Время изодрома  Ти” (рисунок 12).

Рисунок 12 – Оптимизация параметров регулятора

11. Выберем пункт меню “Моделирование переходного процесса в САР”.

Появится окно (рисунок 13).

Рисунок 13 – Моделирование переходного процесса в САР

В результате получим график переходного процесса с оптимизированными по критерия ITAE параметрами регулятора (рисунок 14).

Сплошная линия – выход САР с исходными параметрами; пунктир – выход САР с оптимизированными параметрами.

Рисунок 14 – График переходного процесса с оптимизированными по критерия ITAE параметрами регулятора

Переходной процесс в САР с оптимизированными параметрами, показанный на рисунке 14 имеет следующие показатели качества:

максимальная динамическая ошибка = 0,665518;

степень затухания = 0,987656;

время регулирования  = 10,1469;

перерегулирование 𝜎% =

По графикам на рисунке 14 можно сделать вывод о том, что переходной процесс в САР с оптимальными параметрами имеет более  качественные показатели чем в САР с исходными параметрами, в частности перерегулирование меньше в 1,5 раза (на 1,54%).

12. Проведем моделирование переходного процесса в САР с предиктором (параметры предиктора указаны выше).   Для этого выйдем в основной режим и выберем последовательно пункты меню “Наст­ройка САР с предиктором Смита”, “Расчет параметров предиктора”, “Предиктор первого порядка” (рисунок 15).

Рисунок 15 – Настройка САР с предиктором

13. Выберем пункты меню “Расчет параметров регулятора”, Затем выберем рекомендованный программой тип регулятора, далее пункт меню “Выбор внешних воздействий”, затем вид внешнего воздействия “Возмущение на входе объекта (по нагрузке) ”, вид воздействия “Скачок”, вид  процесса “Колебательный“ (рисунок 16).

Рисунок 16 – Расчёт параметров регулятора

14. Перейдём к пункту “ Моделирование переходного процесса в САР” и получим график переходного процесса на выходе САР (рисунки 17, 18).

Рисунок 17 – Моделирование переходного процесса в САР

Далее в результате получаем 2 графика, на которых изображены переходной процесс САР с предиктором первого порядка и без (рисунок 18).

Рисунок 18 – Переходной процесс САР с предиктором первого порядка(жёлтый) и без(красный)

Переходной процесс в САР с предиктором Смита представляет собой апериодический процесс.

Переходной процесс в САР с оптимизированными параметрами, показанный на рисунке 18 имеет следующие показатели качества:

максимальная динамическая ошибка = 0.568641;                                               

время регулирования  = 19.3448;

По графику можно увидеть, что переходной процесс в САР с предиктором апериодический, показатели качества значительно лучше чем у одноконтурной САР, т.к. динамическое отклонение уменьшилось (на 0,1), время регулирования возросло (на 8,2).

15. Оптимизируем параметры регулятора методом поиска.

Критерий оптимальности ITAE. Варьируемые параметры: Ти.  Для этого выберем последовательно пункты меню “Оптимизация параметров регулятора методом поиска”, “Выбрать критерий оптимальности”, “Критерий ITAE“, “Выбор варьируемых параметров”, “Время изодрома  Ти” (рисунок 19).

Рисунок 19 – Оптимизация времени изодрома регулятора

16. Перейдём к пункту “ Моделирование переходного процесса в САР” и получим график переходного процесса на выходе САР без предиктора, с предиктором первого порядка, с оптимальными параметрами регулятора (рисунок 21).

Рисунок 20 – Моделирование переходного процесса в САР