Регулирование в реальном времени. Настройка системы регулирования при работе в условиях возмущений

5  Лабораторная работа 5

Регулирование в реальном времени

Цель работы: настроить систему регулирования при работе в условиях возмущений.

5.1  Теоретические сведения

5.1.1  В реальных условиях регулирования кроме управляющих воздействий u (см. рис.) на объект могут действовать возмущающие  воздействия v.

Рис.5.1.

На управляющие воздействия объект реагирует с динамикой, которую учитывает  передаточная функция объекта по управлению G_PU. Например, скорость двигателя постоянного тока регулируют изменением напряжения якоря. Но скорость  двигателя может изменить механическая нагрузка. Это неуправляемое и случайное возмущающее воздействие. На этовоздействие объект реагирует с другой динамикой, которую учитывает  передаточная функция объекта по возмущению G_PV.

Примеры управления и возмущения:

- регулирование температуры объекта – окружающая температура;

- регулирование давления жидкости в трубопроводе – расход жидкости;

- скорость механического перемещения – механическая нагрузка;

- расход потока жидкости – изменение вязкости жидкости

5.1.2  Обычно возмущения проявляются, когда задающий сигнал w не изменяется. Изменение выхода объекта под действием возмущения вызывает по обратной связи увеличение ошибки e. Контур управления y - e - G_R - G_PU - y отрабатывает ошибку, преодолевая инерционности объекта и по управлению (G_PU) и по возмущению (G_PV). Из-за этого скачек возмущения отрабатывается значительно медленнее, чем скачек задания по управлению, когда преодолевается только инерция по управлению G_PU. Это особенности работы системы в режиме стабилизации.

5.2  Методические указания

5.2.1.  Изучите теоретические сведения. Запустите программу моделирования. Выберите заданный объект регулирования и установите его параметры по управлению и по возмущению. Запомните графики и t_рег переходных характеристик по управлению и по возмущению. Запишите передаточные функции объекта по управлению G_PU(s) и по возмущению G_PV(s).

Варианты заданий.

5.2.2.  По переходной характеристике объекта по правлению выберите такт квантования системы. В режиме слежения настройте ПИД- регулирование на хорошую отработку задания. Отобразите таблицами и графиками реакцию системы на скачек задания (режим слежения) и на скачек возмущения (режим стабилизации).

В режиме «Управление в реальном времени», задавая вручную единичный скачек задания и ~0.6-0.8 скачек возмущения, сравните реакцию системы на эти воздействия. При такой настройке скачек возмущения отрабатывается хуже, чем скачек задания

Рис.5.2. Настройка слежения

5.2.3.  В режиме стабилизации, изменяя настройки ПИД-регулятора, настройте улучшенную реакцию системы на скачек возмущения. Отобразите таблицами и графиками реакцию системы на скачек возмущения, а также  на скачек задания.

В режиме «Управление в реальном времени», задавая вручную единичный скачек задания и ~0.6-0.8 скачек возмущения, сравните реакцию системы на эти воздействия. При такой настройке скачек задания отрабатывается хуже, чем скачек возмущения.