Изучение каскадной САР с односторонней автономностью, каскадной САР с опережающим импульсом с помощью программы IPC-CAD, страница 5

Вид возмущения – скачек. 

          Построим переходной процесс САР (рисунок 18)

Рисунок 18 – Переходной процесс САР с рекомендуемыми параметрами

Максимальная динамическая ошибка = 4,53058.

                                Степень затухания = 0,991192.

                           Время регулирования = 30,3160.

Переходная характеристика имеет большое динамическое отклонение, но без перерегулирования.

Выполним проверку САР на грубость, получим переходной процесс (рисунок 19).

Сплошная – САР с исходным объектом; пунктир – САР с объектом, у которого коэффициент усиления и запаздывания увеличены на 20%

Рисунок 19 – Проверка САР на грубость

Максимальная динамическая ошибка = 5,64977.

                                Степень затухания = 0,923628.

                           Время регулирования = 56,0560.

По графикам на рисунке 17 видно, что при увеличении коэффициента усиления и запаздывания на 20% качество ухудшается. Максимальная динамическая ошибка увеличивается на 24,72%, а время регулирования на 25,74 с, переходной процесс становится колебательным.

Проведем оптимизацию параметров регулятора методом поиска.

Выбираем критерий ITAE.

          Оптимальные значения:

          Критерий               Кр              Ти

               1010,4       0,12258        6,8936

          Построим переходной процесс системы с оптимальными параметрами (рисунок 20).

Сплошная – выход САР с исходными параметрами; пунктир – с оптимальными.

Рисунок 20 – Переходной процесс системы с оптимальными параметрами

Максимальная динамическая ошибка = 4,43428.

                                Степень затухания = 0,939782.

                           Время регулирования = 26,3120.

Качество переходного процесса системы в оптимальными параметрами выше чем с исходными. Уменьшилась динамическая ошибка и вдвое сократилось время регулирования. 

          3.2.1 Настройка САР с опережающим импульсом. Схема с дифференциатором.

          Расчет параметров дифференциатора:

ПИ-регулятор Wp = Кр[1+1/(Tи*s),

где Кр = 0,03;       Ти = 0,78.

          Дифференциатор Wg =   ,

где Кg = 21,261;   Тg = 3,84.

          Возмущение на входе объекта (по нагрузке) – единичный скачек.

Построим переходной процесс (рисунок 21).

Сплошная – выход одноконтурной САР;

пунктир – выход САР с опережающим импульсом.

Рисунок 21 – Переходные процессы САР

Максимальная динамическая ошибка = 2,06053.

                                Степень затухания = 0,99501.

                           Время регулирования = 26,8840.

САР с опережающим импульсом (схема с дифференциатором) имеет намного меньшую динамическую ошибку чем одноконтурная САР.

Проверим САР на грубость (рисунок 22).

Сплошная – выход Y1 САР с исходным объектом; пунктир – выход Y1 САР с объектом, у которого коэффициент усиления и запаздывания увеличены на 20%.

Рисунок 22 – Проверка САР на грубость

Максимальная динамическая ошибка = 2,46921.

                                Степень затухания = 0,982544.

                           Время регулирования = 26,312.

При увеличении коэффициента  усиления и запаздывания на 20% наблюдается увеличение динамической ошибки на 16,6%.

          Проведем оптимизацию  параметров регулятора методом поиска.

Оптимальные параметры:

          Критерий               Кр               Ти

                210,76     0,052712       0,58067

          Построим переходной процесс САР с дифференциатором при оптимальных параметрах (рисунок 23).

Сплошная – выход одноконтурной САР; пунктир – выход САР с опережающим импульсом; сплошная(низ) – выход САР с опережающим импульсом

 при оптимальным параметрах

Рисунок 23 – Переходные процессы САР

Максимальная динамическая ошибка = 1,55769.

                                Степень затухания = 0,923489.

                           Время регулирования = 20,5920.