Назначение и область применения программного продукта VisSim.
Среда VisSim является средством для создания, моделирования и анализа систем управления. VisSim имеет большой набор типовых блоков основных элемен-тов систем управления, как линейных так и нелинейных. Связь между блоками на структурной схеме-диаграмме может устанавливаться с помощью скалярных, векторных величин или матриц.
В VisSim есть возможность создавать пользователем блоки за счет укрупнения типовых либо описания алгоритма их работы на языках программирования высокого уровня. С помощью набора блоков можно легко создать структурную схему одноконтурной или каскадной системы автоматического регулирования.
Для анализа функционирования моделируемой АСР в VisSim предусмотрена возможность построения графика расположения корней, диаграммы Найквиста (АФЧХ системы), графика Боде (АЧХ и ФЧХ).
Для анализа работы моделируемой системы в VisSim предусмотрена возмож-ность построения переходных процессов при возмущении по нагрузке или при возмущении по заданию. Кроме того, в VisSim есть возможность оптимизации настроек ПИД-регулятора.
Исследование САР с предиктором Смита
Краткие теоретические сведения.
Одноконтурная САР с предиктором (упредителем) Смита обеспечивает компенсацию чистого запаздывания объекта и представляет собой следящую систему, состоящую из типового регулятора и специального динамического звена - предиктора, включаемого в цепи отрицательной обратной связи регулятора (рисунок 1).
 |
Рисунок 1 – САР с предиктором Смита
На вход предиктора подается управляющий сигнал регулятора, а выходной сигнал предиктора подключается к входному сумматору регулятора (рисунок 2).
Предиктор реализуется в системе как динамическое звено с передаточной функцией:
|
|
(1) |
где Wоб’(s)×e-st - передаточная функция
объекта; Wоб’(s)× - часть передаточной
функции объекта исключая запаздывание.
Рисунок 2 – Схема САР с предиктором Смита с передаточными функциями
По отношению к объекту регулирования предиктор включен параллельно, так как сигналы на входах и выходах совпадают по направлению. Поэтому при сложении их передаточных функций запаздывание для эквивалентного объекта из реального объекта регулирования и предиктора Смита исчезает. В результате наличие в схеме управления предиктора позволяет настраивать регулятор как в простой одноконтурной САР, но работающей с эквивалентным объектом управления, имеющим передаточную функцию Wоб’(s). ×Это позволяет значительно увеличить значения параметров настроек регулятора (т.е. значительно форсировать переходные процессы в САР) по сравнению с простой одноконтурной схемой без потери требуемого запаса устойчивости САР.
Так, для объекта с передаточной функцией
ПИ- регулятором в обычной одноконтурной САР имеет такие параметры настройки: Кр = 0,414 и Ти = 3,2. В случае САР с предиктором Смита последний имеет передаточную функцию
,
а ПИ-регулятор, рассчитанный для эквивалентного объекта с передаточной функцией
может иметь намного большие значения параметров настройки: Кр = 4,425 и Ти = 1,931, что обеспечивает значительно лучшее качество переходных процессов в САР с предиктором Смита по сравнению с обычной одноконтурной САР для этого же объекта.
Обычно в промышленных САР предиктор Смита реализуется средствами микропроцессорной техники (контроллеров) и используется в системах автоматизации объектов с относительно большим чистым запаздыванием, когда отношение t/T > 0,5.
Комбинированная САР
Краткие теоретические сведения
В комбинированной САР регулирующее воздействие осуществляется по двум каналам: замкнутому - по принципу простой одноконтурной САР и разомкнутому - для компенсации измеряемого возмущения F (рисунок 3).
Рисунок 3 - Схема комбинированной САР
В этом случае настройка САР заключается в нахождении как закона регулирования Wp, так и оператора компенсирующего устройства Wk.
Такая схема используется в САР, работающих в режиме стабилизации регулируемой величины, когда характерным возмущением является возмущение F, место приложения которого не существенно, а его текущие значения могут измеряться специальным датчиком и использоваться в САР.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
,