Изучение каскадной САР с промежуточным импульсом с помощью программы "IPC-CAD", страница 5

Рисунок 9 – Переходные процессы одноконтурной и каскадной САР

Показатели качетсва переходного процесса с использованием одноконтурной САР:

Показатели качетсва переходного процесса с использованием обычной каскадной САР:

При использовании каскадной САР по сравнению с одноконтурной САР максимальная динамическая ошибка уменьшилась на 47.22%, степень затухания увеличилась на 6.23%, время регулирования увеличилось на 33.87%, что свидетельствует по совокупности всех показателей об улудшении качества переходного процесса, а следовательно, можно сделать вывод, что использование каскадной САР по сравнению с одноконтурной целесообразее.

Проверим каскадную САР на грубость и получим переходной процесс (рисунок 10).

Рисунок 10 – Переходные процессы каскадной САР с исходным основным каналом, и с основным каналом, 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 основным каналом, у которого коэффицинт усиления и запаздывание увеличенны на 20%:

При увеличении коэффициентов усиления и запаздывания на 20%, максимальная динамическая ошибка возрасла на 16.67%, степень затухания уменьшилась на 10.04%, время регулирования возросло на 24.39%, что свидетельствует об ухудшении качества переходного процесса и уменьшении устойчивости.

Для улучшения качества процесса регулирования произведем оптимизацию параметров главного регулятора каскадной САР методом поиска. Оптимизацию проводим с использованием критерия ITAE, варьируя коэффициентом усиления и временем изодрома. На рисунке 11 изображены переходные процессы одноконтурной САР, нашей каскадной САР до оптимизации и с оптимальными настройками регулятора.

Рисунок 11 – Переходные процессы одноконтурной САР,  каскадной САР при неоптимальных и оптимальных значениях постоянной времени и коэффициента усиления

Показатели качетсва переходного процесса каскадной САР до оптимизации:

Показатели качетсва переходного процесса каскадной САР после оптимизации:

При оптимальных настройках регулятора степень затухания возросла на 0.16%, время регулирования уменьшилось на 11.6%, что свидетельствует об улудшении качества переходного процесса, а следовательно, об успешно проведенной оптимизации системы.

Исследование каскадной САР с промежуточным импульсом

В  меню: “ Каскадная САР с промежуточным импульсом” введем параметры передаточных функций опережающего и инерционного участка САР, приняв параметры опережающего участка САР равными параметрам вспомогательного канала, а параметры инерционного участка равными параметрам основного канала в соответствии с заданием (таблица 1).

 Передаточная функция                       K1                      

 Опережающего участка   W1(s)= ─────────  *  exp( - TAU1*s)

 САР:                                                  n1                         

                                                            П (Ti*s+1)                 

                                                            i=1                         

K1 =    1.100000              TAU1 =    .700000             n1 =    1

Постоянные времени      T1 - Tn1:     .500

 Передаточная функция                                 K2                     

 инерционного                        W2(s)= ─────────  *  exp( - TAU2*s)

участка САР:                                                 n2                         

                                                                       П (Ti*s+1)                 

                                                                       i=1                         

K2 =    2.600000               TAU2 =    2.200000               n2 =    1

Постоянные времени       T1 - Tn2:      2.800

Выбрав пункт меню “Экспресс-наладка САР”, посмотрим переходной процесс, а также рекомендации и параметры регуляторов R1 и R2 САР (рисунок 12).

Рисунок 12 – Переходной процесс системы