Наладка системы автоматического регулирования методом Никольса-Циглера

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Институт электроэнергетики и информатики

Кафедра микропроцессорной управляющей вычислительной техники

Лабораторная работа №4

«Наладка системы автоматического регулирования методом Никольса-Циглера»

Выполнили: студенты группы ВТ-311с

Сосинович А А

Проверил: Окунев Евгений Александрович

Екатеринбург 2010

Цель работы: овладеть методикой расчёта параметров настройки регуляторов с использованием метода Никольса и Циглера.

Общие сведения

Суть метода Никольса и Циглера заключается в следующем:

1)  выбрать наиболее простой, т.е. П-регулятор и путём постепенного увеличения его коэффициента передачи выводят систему регулирования на границу области устойчивости (т.е. когда в системе устанавливаются устойчивые автоколебания с определённой амплитудой и периодом);

2)  зафиксировать значение коэффициента передачи П-регулятора как критическое, при котором получены автоколебания; по графику переходного процесса определить период автоколебаний (Тх):

Тх = (Т2-Т1)*2

График переходного процесса

3)  по эмпирическим формулам рассчитать параметры настройки регуляторов, обеспечивающие повышение устойчивости системы и получение достаточно высокого качества регулирования.

Переходный процесс в системе регулирования с П регулятором:

Результаты работы:

Переходный процесс в системе регулирования на границе устойчивости.

Кр^п кр = 0,0878

Результаты эксперимента

Х (Т)	0	99,5711	-1,8929	108,9267	-1,6026	99,0405	16,9980	73,3613	47,5093	40,6786	79,5205	0
Т	0	1,19	2,38	3,57	4,76	5,95	7,14	8,33	9,52	10,71	11,9	13,09

Показатели качества регулирования

Т1 = 0,476;   Т2 = 0,868;

Х1 = 108,98;   Х2 = -4,33;

2eps = 10,898

Тх = (Т2-Т1)*2=(0,868 -0,476)*2 = 0,784;

Кр^п опт = 0,55*Кр^п кр = 0,04829.

Результаты эксперимента

Х(Т)	0	81,4145	89,9847	89,3446	89,3082	89,3139	89,314	89,314	89,314	89,314	89,314	0
T	0	1,19	2,38	3,57	4,76	5,95	7,14	8,33	9,52	10,71	11,9	13,09

График переходного процесса.

Показатели качества регулирования

Т1 = 0,56;   Т2 = 1,022;

Х1 = 125,15;   Х2 = 75,77;

2eps = 12,515;   = 6,2575;

 89,31; η = 60.543

t_p  = 2

Переходный процесс в системе регулирования с ПИ-регулятором.

Критическое значение коэффициента передачи ПИ регулятора, при котором получены критические автоколебания.

Кр^пи кр = 0,35*Кр^п кр =;

Ти кр =  1,25*Tx =.

Кр^пи опт = 0,35 * Кр^п кр = 0,0169015;

Ти опт = 1,25*Тх = 0,98.

Результаты эксперимента

Т	0	1,190	2,38	3,57	4,76	5,95	7,14	8,33	9,52	10,71	11,9	13,09
Х (Т)	0	160,3298	49,2407	9,001	1,169	0,0896	-0,0045	-0,0032	-0,0007	-0,0003	-0,0003	0

График переходного процесса.

Показатели качества регулирования

Т1 = 0,868;   Т2 = 7,448;

Х1 = 176,36;   Х2 = -0,01;

2eps = 17,636;   = 8,818;

 0;  η = 0

t_p = 3,7

Вывод:

Овладели методом Нильса Циглера, путем варьирования коэффициента передачи добились устойчивых колебаний, при этом определили период колебаний T_x^п = 0,784, K_р^п = 0,04829