Настройка процессов управления. Интегральные критерии качества регулирования управляемой (выходной) переменной, страница 2

1.2.  Методические указания

1.2.1.   Изучите теоретические сведения, запишите определения и расчетные формулы критериев качества

1.2.2.   Запустите программу моделирования. Выберите заданный объект регулирования и установите его параметры: постоянные времени, коэффициент затухания и запаздывание. Экран показывает реакцию объекта (без регулятора) на единичный скачек управления, т.е. переходную характеристику. Запомните график и tрег переходной характеристики.

Такт квантования надо выбрать самостоятельно по виду переходной характеристики объекта, показывающей  его собственную динамику.

Для апериодического объекта выберите такт квантования T₀ по следующему соотношению

T₀ »(0,07. . .0,25)T₉₇

где   T₉₇ – время выхода объекта на заданную точность регулирования 3%

Для колебательного объекта выберите такт квантования 1/8  . . . 1/16 от периода переходной  характеристики.

Чем меньше такт квантования, тем лучше качество регулирования. Но при уменьшении такта квантования увеличиваются требования к ресурсам вычислительных устройств.

1.2.3.  Включите ПИД-регулятор, и, изменяя параметры K, Си, Сд регулятора, настройте процесс регулирования с минимальными tрег и eдин. Во время настроек обращайте внимание на то, как согласуется с теорией влияние изменений К, Си, Сд на вид переходного процесса.

Настройки выполняют следующим образом:

а) кнопками (а быстрее клавишами ¯) изменяйте коэффициент усиления К до получения минимума значения I2 (уменьшение и увеличение значения I2 отображается цветом);

б) переключитесь на коэффициент интегрирования Си и изменяйте его до получения нового минимума значения I2;

в) переключитесь на коэффициент дифференцирования Сд и изменяйте его до получения нового минимума значения I2;

г) повторите пункты а), б), в) пока критерий I2 перестанет уменьшаться;

д) повторите пункты а), б), в), г) с уточненными до сотых значениями коэффициентов (клавишами Shift + ¯)

е) запомните настройки К, Си, Сд. этого процесса регулирования.

Иногда формальный поиск минимума критерия от заданных начальных значений К, Си, Сд может привести к неверному результату, так как может быть несколько разных минимумов критерия в пространстве K, Си, Сд. Тогда при данной настройке минимума критерия процесс регулирования оказывается неудовлетворительным. В этом случае можно начать настройку от "своей" настройки, а затем уточнить ее по минимуму критерия.

1.2.4.  Аналогично п.1.2.3. определите оптимальные настройки ПИД- регулятора по критериям I4, I5, запоминая графики и таблицы для каждого критерия.

1.2.5.  Выполните «свою» настройку процесса регулирования с минимальными показателями tрег,  eдин <0.3,   U(0)<7. Во время настроек обращайте внимание на то, как K, Си, Сд влияют на вид переходного процесса. «Свои» настройки K, Си, Сд также занесите в таблицу.

1.2.6.  Если полученное для четырех настроек наибольшее время регулирования tрег окажется значительно меньше времени моделирования Тмод, то установите минимальное одинаковое Тмод для всех графиков. (Тмод переходной характеристики может быть другим ) После этого придется повторить все пункты 1.2.3 – 1.2.5 с запомненными настройками, запоминая графики и таблицы процессов и окончательно заполняя таблицу.