Изучение каскадной САР с односторонней автономностью, каскадной САР с опережающим импульсом с помощью программы IPC-CAD, страница 4

                                Степень затухания = 0,941194.

                           Время регулирования = 19,1250.

В результате оптимизации параметров максимальная динамическая ошибка уменьшилась на 2,33%, а время регулирования сократилось на 3,4, следовательно, качество переходного процесса одноконтурной САР  улучшилось.

          Настро1им регулятор R2. Процесс с умеренным затуханием.

Параметры настройки регулятора:

          Кр = 0,2;         Ти = 0,480 с.

Моделирование переходного процесса САР (рисунок 11)

Сплошная – выход опережающего участка Y2; пунктир – регулируемый выход Y1.

Рисунок 11 – Переходные процессы

          Для регулятора R2 получили следующие показатели качества:

Максимальная динамическая ошибка = 1,21814.

                                Степень затухания = 0,943955.

                           Время регулирования = 6,09157.

Проверим регулятор R2 на грубость (рисунок 12).

Сплошная – выход Y2 САР с исходным опережающим участком;

 пунктир – выход Y2 САР с опережающим участком, у которого коэффициент усиления и запаздывание увеличены на 20%. 

Рисунок 12 – Проверка регулятора R2 на грубость

Максимальная динамическая ошибка = 1,21814.

                                Степень затухания = 0,943955.

                           Время регулирования = 5,95000.

При увеличении коэффициента усиления и запаздывания качество ухудшается, а именно, на 0,142  с увеличивается время регулирования, переходной процесс становится колебательным.

Выполним настройку регулятора R1. Процесс с умеренным затуханием.

Возмущение на входе объекта (по нагрузке). Вид возмущения – скачок.

Переходной процесс представлен на рисунке 13.

Сплошная – выход одноконтурной САР; пунктир – выход каскадной САР.

Рисунок 13 – Переходной процесс

          Переходной процесс каскадной САР имеет меньшую динамическую ошибку, чем одноконтурной САР.

Максимальная динамическая ошибка = 1,90531.

                                Степень затухания = 0,977972.

                           Время регулирования = 32,0320.

Проверим САР на грубость (рисунок 14).

Рисунок 14 – Проверка САР на грубость

Максимальная динамическая ошибка = 2,34496.

                                Степень затухания = 0,963742.

                           Время регулирования = 32,0320.

При увеличении коэффициента усиления и запаздывания на 20% качество переходного процесса ухудшается, а именно, увеличивается на 22,5% максимальная динамическая ошибка.

          Проведем оптимизацию параметров регулятора. Выбираем критерий ITAE.

          Оптимальные значения:

          Критерий                   Кр               Ти

      99,769       0,13327            4,9726

Моделирование переходного процесса САР при оптимальных параметрах (рисунок 15).

Рисунок 15 – Переходные процессы САР

Максимальная динамическая ошибка = 1,24011.

                                Степень затухания = 0,996185.

                           Время регулирования = 20,4000.

В результате получили переходной процесс с меньшим временем регулирования. Более высокое качество работы САР было достигнуто путем настройки регуляторов.

          3.2 Исследование каскадной САР с опережающим импульсом

          Задаем такие же параметры передаточной функции, какие были заданы при исследовании САР с односторонней проводимостью.

          Переходной процесс САР с опережающим импульсом представлен на рисунке 16.

Рисунок 16 – Переходной процесс САР с опережающим импульсом

В меню «Экспресс-наладка САР» посмотрим рекомендуемые параметры регулятора (рисунок 17).

Рисунок 17– Рекомендуемые параметры регулятора

          Расчет параметров регулятора. Выбран процесс с умеренным затуханием.

          Параметры настройки регулятора:

          Кр = 0,087;           Ти = 5,546.

          Выберем возмущение на входе объекта (по нагрузке).