Изучение каскадной САР с односторонней автономностью, каскадной САР с опережающим импульсом с помощью программы IPC-CAD

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт цветных металлов и материаловедения

Кафедра автоматизации производственных процессов

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

Изучение каскадной САР с односторонней автономностью, каскадной САР

с опережающим импульсом с помощью программы IPC-CAD

Вариант 5

Преподаватель                                                                                И.И. Лапаев

Студент      МФ 07-09                                                                   М.С. Карпухина

Красноярск 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1 Назначение и область применения 3

2 Каскадная САР и САР с опережающим импульсом4

3 Ход работы7

3.1 Исследование каскадной САР с односторонней автономностью7

   3.2 Исследование каскадной САР с опережающим импульсом 15

         3.2.1 Настройка САР с опережающим импульсом. Схема с  

         дифференциатором 17

         3.2.2 Настройка САР с опережающим импульсом. Схема

         с предиктором20 

Цель работы : освоить с помощью программы IPC-CADрасчет, настройку, анализ и синтез различных видов каскадных САР.

1 Назначение и область применения

          Система предназначена для использования специалистами:

          - службы КИП и автоматики предприятий, участвующими в эксплуатации промышленных систем автоматического регулирования;

          - научно-исследовательских и проектных организаций, участвующими разработке и проектировании САР;

          - монтажно-наладочных организаций, участвующими в пуско-наладочных работах по промышленным САР.

          Система осуществляет оперативное решение задач настройки промышленных САР, их анализа, синтеза и имитационного моделирования на IBM- совместимых ПЭВМ. Необходимость в проведении таких работ возникает достаточно часто: в период монтажа и наладки системы регулирования на объекте; при пусках после плановых и аварийных остановов; в процессе нормальной эксплуатации по инициативе управляющего персонала, желающего улучшить качество регулирования конкретных параметров технологического процесса; наконец, при проведении сравнительного анализа и выборе рациональных вариантов САР в процессе ее создания.

             Для удобства пользователей предусмотрена возможность работы в режиме «экспресс-наладки», в котором от пользователя требуется лишь задание информации о динамических свойствах объекта управления и о виде настраиваемой САР, в то время как все необходимые расчеты и моделирование выбранного варианта САР, построение графиков переходных процессов и выдача рекомендаций по настройке САР производится системой автоматически.

          Система позволяет производить анализ, расчет и имитационное моделирование следующих видов САР:

          - простой одноконтурной САР с П, ПИ и ПИД- регуляторами;

          - одноконтурной САР с предиктором (упредителем) Смита;

          - комбинированной САР (с компенсацией измеряемого возмущения);

          - САР с использованием опережающего импульса (с дифференциатором или с учредителем);

          - обычной каскадной САР, реализуемой в двух различных модификациях (с независимым заданием каналов объекта и с промежуточным импульсом);

          - каскадной САР с односторонней автономностью.

          Для каждой из перечисленных типовых схем регулирования система позволяет:

·  оперативно вычислять значение параметров настройки регуляторов и корректирующих устройств, обеспечивающих требуемое качество переходных процессов в САР;

·  проводить   имитационное   моделирование   поведения  САР при выбранных   воздействиях  и  получать  прямые  оценки  качества переходных процессов;

·  проверять синтезированную или настроенную САР на грубость (чувствительность по отношению к изменениям или неточностям задания динамики объекта регулирования, а также к неточностям реализации с помощью промышленной регулирующей аппаратуры требуемых динамических характеристик регулятора и корректирующих устройств);

·  проводить параметрическую оптимизацию системы по выбранному критерию качества переходного процесса для достижения управления, близкого к оптимальному при заданной структуре САР;

·  оформлять  результаты расчетов  и моделирования в удобном для пользователя  виде (графики переходных процессов, возможность сопоставления    разных    вариантов   САР,   протокол   работы   с системой и т.д.).

2 Каскадная САР и САР с опережающим импульсом

          Каскадная САР осуществляет стабилизацию основной (инерционной) регулируемой переменной Y1  с помощью главного регулятора, воздействующего на задание корректирующему регулятору вспомогательной (менее инерционной) переменно Y2. При этом динамические свойства объекта по обоим каналам могут задаваться либо независимо друг от друга (рисунок 1),  либо в виде импульса из промежуточной точки (рисунок 2).