РАДИОЭЛЕКТРОНИКА - Реферат: Расчет настроек автоматического регулятора 2

РЕФЕРАТЫ ПО РАДИОЭЛЕКТРОНИКЕ

Реферат: Расчет настроек автоматического регулятора 2

Министерство общего и профессионального образования РФ
Пермский государственный технический университет
Березниковский филиал
Курсовая работа
по предмету: Автоматизация технологических процессов и производств.
Тема: Расчет настроек автоматического регулятора.
Выполнил: ст-т гр.
АТП-93
Панкина Н.В.
Проверил: Бильфельд Н. В.
г. Березники, 1998
Содержание.
1. Координаты кривых разгона.
1.1 Схемы для Ремиконта.
1.2 Координаты и график кривой разгона по возмущению.
1.3 Координаты и график кривой разгона по заданию.
1.4 Координаты и график кривой разгона по управлению.
2. Интерполяция по 3 точкам.
2.1 Линейное сглаживание и график кривой разгона по возмущению.
2.2 Линейное сглаживание и график кривой разгона по заданию.
2.3 Линейное сглаживание и график кривой разгона по управлению.
3. Нормирование кривых разгона.
3.1 Нормирование кривой разгона по возмущению.
3.2 Нормирование кривой разгона по заданию.
3.3 Нормирование кривой разгона по управлению.
4. Аппроксимация методом Симою.
4.1 По возмущению.
4.2 По заданию.
4.3 По управлению.
5. Проверка аппроксимации методом Рунге - Кутта.
5.1 По возмущению.
5.2 По заданию.
5.3 По управлению.
5.4 Сравнение передаточных функций.
5.5 Сравнение кривых разгона.
6. Расчет одноконтурной АСР методом Роточа.
Координаты кривой разгона
С помощью программы связи ЭВМ с контроллером снимаем координаты кривой разгона.
Для этого сначала поочередно программируем Ремиконт:
1. по возмущению
2. по заданию
3. по управлению
объект 2-го порядка
01 1.1 21 1.2 21 1.3
313 311 312
1 11 1 11 1
11
Н1=-100 Н1=-100 Н1=-100
Н2=100 Н2=100 Н2=100 к6= к6=1 к6=1
Т1= Т1= Т1= по заданию
Т1= Т1= Т1= по возмущению
Объект 3-го порядка с запаздыванием по управлению
01 1.1 21 1.2 21 1.3 21
1.4 26 1.5
315 311 312 313
314
1 11 1 11 1 11
1 11 1 11
Т1= Т1= Т1= Т1=
Т1=
В программе тренды меняя задание добиваемся устойчивости систем.
После того как системы установились приступаем к проведению эксперемента.
Для этого устанавливаем алгоблок 11 с которого будем снимать кривую разгона, алгоблок 11 на который будем подавать скачек, амплитуду скачка 10 и интервал времени 0,5.
После просмотра полученных точек кривых разгона удаляем одинаковые.
И строим соответствующие графики.
Координаты и график кривой разгона по возмущению.
1 0,0000 30,0000
2 1,0000 30,2000
3 2,0000 31,5000
4 3,0000 32,6000
5 4,0000 33,7000
6 5,0000 35,2500
7 6,0000 36,1000
8 7,0000 36,8500
9 8,0000 37,4500
10 9,0000 38,2000
11 10,000038,5500
12 11,000038,8500
13 12,000039,2000
14 13,000039,4000
15 14,000039,5500
16 15,000039,6500
17 16,000039,7500
18 17,000039,8000
19 18,000039,8500
20 19,000039,9000
21 20,000039,9500
22 21,000039,9500
23 22,000039,9500
24 23,000040,0000
Координаты и график кривой разгона по заданию.
1 0,0000 50,0000
2 1,0000 50,1500
3 2,0000 51,0000
4 3,0000 51,8000
5 4,0000 52,6500
6 5,0000 53,5000
7 6,0000 54,7000
8 7,0000 55,4000
9 8,0000 56,1000
10 9,0000 56,9000
11 10,000057,4000
12 11,000057,8000
13 12,000058,1500
14 13,000058,6000
15 14,000058,8500
16 15,000059,0500
17 16,000059,2500
18 17,000059,4000
19 18,000059,5000
20 19,000059,6500
21 20,000059,7000
22 21,000059,7500
23 22,000059,8000
24 23,000059,8500
25 24,000059,9000
26 25,000059,9000
27 26,000059,9500
28 27,000059,9500
29 28,000059,9500
30 29,000059,9500
31 30,000060,0000
Координаты и график кривой разгона по управлению.
1 0,0000 40,000021 20,00047,400
0 0
2 1,0000 40,000022 21,00048,000
0 0
3 2,0000 40,000023 22,00048,450
0 0
4 3,0000 40,000024 23,00048,800
0 0
5 4,0000 40,000025 24,00048,800
0 0
6 5,0000 40,000026 25,00049,100
0 0
7 6,0000 40,000027 26,00049,350
0 0
8 7,0000 40,000028 27,00049,500
0 0
9 8,0000 40,000029 28,00049,500
0 0
10 9,0000 40,250030 29,00049,500
0 0
11 10,000040,900031 30,00049,700
0 0
12 11,000040,900032 31,00049,800
0 0
13 12,000041,800033 32,00049,800
0 0
14 13,000042,850034 33,00049,850
0 0
15 14,000043,950035 34,00049,900
0 0
16 15,000044,950036 35,00049,950
0 0
17 16,000044,950037 36,00049,950
0 0
18 17,000045,900038 37,00049,950
0 0
19 18,000046,750039 38,00049,950
0 0
20 19,000047,400040 39,00050,000
0 0
Интерполяция по трем точкам.
В программе ASR, пользуясь пунктом “интерполировать по 3-м” поочередно считаем кривые разгона и строим соответствующий график.
Линейное сглаживание и график кривой разгона по возмущению.

1 0,0000 29,8167
2 1,0000 30,5667
3 2,0000 31,4333
4 3,0000 32,6000
5 4,0000 33,8500
6 5,0000 35,0167
7 6,0000 36,0667
8 7,0000 36,8000
9 8,0000 36,5000
10 9,0000 38,0667
11 10,000038,5333
12 11,000038,8667
13 12,000039,1500
14 13,000039,3833
15 14,000039,5333
16 15,000039,6500
17 16,000039,7333
18 17,000039,8000
19 18,000039,8500
20 19,000039,9000
21 20,000039,9333
22 21,000039,9500
23 22,000039,9667
24 23,000039,9917
Линейное сглаживание и график кривой разгона по заданию.
1 0,0000 49,8833
2 1,0000 50,3833
3 2,0000 50,9833
4 3,0000 51,8167
5 4,0000 52,6500
6 5,0000 53,6167
7 6,0000 54,5333
8 7,0000 55,4000
9 8,0000 56,1333
10 9,0000 56,8000
11 10,000057,3667
12 11,000057,7833
13 12,000058,1833
14 13,000058,5333
15 14,000058,8333
16 15,000059,0500
17 16,000059,2333
18 17,000059,3833
19 18,000059,5167
20 19,000059,6167
21 20,000059,7000
22 21,000059,7500
23 22,000059,8000
24 23,000059,8500
25 24,000059,8833
26 25,000059,9167
27 26,000059,9333
28 27,000059,9500
29 28,000059,9667
30 29,000059,9833
31 30,000059,9833
Линейное сглаживание и график кривой разгона по управлению.
1 0,0000 40,000021 20,00048,416
0 7
2 1,0000 40,000022 21,00048,683
0 3
3 2,0000 40,000023 22,00048,900
0 0
4 3,0000 40,000024 23,00049,083
0 3
5 4,0000 40,000025 24,00049,316
0 7
6 5,0000 40,000026 25,00049,450
0 0
7 6,0000 40,000027 26,00049,533
0 3
8 7,0000 40,000028 27,00049,600
0 0
9 8,0000 40,083329 28,00049,700
0 0
10 9,0000 40,683330 29,00049,766
0 7
11 10,000041,200031 30,00049,816
0 7
12 11,000041,850032 31,00049,850
0 0
13 12,000042,866733 32,00049,900
0 0
14 13,000043,916734 33,00049,933
0 3
15 14,000044,616735 34,00049,950
0 0
16 15,000045,266736 35,00049,950
0 0
17 16,000045,866737 36,00049,966
0 7
18 17,000047,183338 37,00049,991
0 7
19 18,000047,600039 38,00049,991
0 7
20 19,000047,950040 39,00050,000
0 0
Нормирование кривых разгона.
С помощью программы ASR в пункте нормировать последовательно производим нормирование сглаженных кривых и упорядочиваем время начиная с 0,0000, с шагом 1.0
Нормированная кривая разгона по возмущению.
1 0,0000 0,0000
2 1,0000 0,0737
3 2,0000 0,1589
4 3,0000 0,2735
5 4,0000 0,3964
6 5,0000 0,5111
7 6,0000 0,6143
8 7,0000 0,6863
9 8,0000 0,7551
10 9,0000 0,8108
11 10,00000,8567
12 11,00000,8894
13 12,00000,9173
14 13,00000,9402
15 14,00000,9550
16 15,00000,9664
17 16,00000,9746
18 17,00000,9812
19 18,00000,9861
20 19,00000,9910
21 20,00000,9943
22 21,00000,9959
23 22,00000,9975
24 23,00001,0000
Нормированная кривая разгона по заданию.
1 0,0000 0,0000
2 1,0000 0,0494
3 2,0000 0,1086
4 3,0000 0,1909
5 4,0000 0,2733
6 5,0000 0,3687
7 6,0000 0,4593
8 7,0000 0,5449
9 8,0000 0,6173
10 9,0000 0,6831
11 10,00000,7391
12 11,00000,7802
13 12,00000,8198
14 13,00000,8543
15 14,00000,8840
16 15,00000,9053
17 16,00000,9235
18 17,00000,9383
19 18,00000,9514
20 19,00000,9613
21 20,00000,9745
22 21,00000,9794
23 22,00000,9909
24 23,00000,9926
25 24,00000,9942
26 25,00000,9942
27 26,00000,9975
28 27,00001,0000
Нормированная кривая разгона по управлению.
1 0,0000 0,0000 21 20,0000,7606
0
2 1,0000 0,0000 22 21,0000,7957
0
3 2,0000 0,0000 23 22,0000,8424
0
4 3,0000 0,0000 24 23,0000,8691
0
5 4,0000 0,0000 25 24,0000,8907
0
6 5,0000 0,0000 26 25,0000,9091
0
7 6,0000 0,0000 27 26,0000,9324
0
8 7,0000 0,0000 28 27,0000,9458
0
9 8,0000 0,0083 29 28,0000,9541
0
10 9,0000 0,0384 30 29,0000,9608
0
11 10,00000,0684 31 30,0000,9708
0
12 11,00000,1201 32 31,0000,9775
0
13 12,00000,1852 33 32,0000,9825
0
14 13,00000,2869 34 33,0000,9858
0
15 14,00000,3920 35 34,0000,9908
0
16 15,00000,4621 36 35,0000,9942
0
17 16,00000,5271 37 36,0000,9958
0
18 17,00000,5872 38 37,0000,9958
0
19 18,00000,6689 39 38,0000,9975
0
20 19,00000,7189 40 39,0001,0000
0
Аппроксимация методом Симою.
С помощью программы ASR в пункту аппроксимации последовательно считаем площади каждой из кривой разгона для последующего получения уравнения передаточной функции.
Для кривой разгона по возмущению для объекта второго порядка получаем следующие данные:
Значения коэффициентов:
F1= 6.5614
F2= 11.4658
F3= -4.5969
F4= -1.1636
F5= 44.0285
F6= -120.0300
Ограничимся второй площадью. F1>F2, тогда передаточная функция по возмущению для объекта второго порядка имеет вид:
1
W(s)=
2
11,4658s + 6.5614s + 1
Для кривой разгона по заданию для объекта второго порядка получаем следующие данные:
Значения коэффициентов:
F1= 9.5539
F2= 24.2986
F3= -16.7348
F4= -14.7318
F5= 329.7583
F6= -1179.3989
Ограничимся второй площадью , с учетом того что F1>F2. Тогда передаточная функция по управлению для объекта второго порядка имеет вид:
1
W(s)=-
2
24,2986s + 9.5539s +1
Для кривой разгона по заданию для объекта третьего порядка с запаздыванием получаем следующие данные:
Значения коэффициентов:
F1= 10.6679
F2= 38.1160
F3= 30.4228
F4= -46.5445
F5= 168.8606
F6= -33.3020
Ограничимся третьей площадью и учтем что каждая последующая площадь больше предыдущей. Тогда передаточная функция по заданию для объекта третьего порядка с запаздыванием имеет вид:
1
W(s)=-
3 2
30,4228s + 38.1160s + 10.7769 + 1
Проверка аппроксимации методом Рунге - Кутта.
В программе ASR в пункте передаточная функция задаем полученные передаточные функции. И затем строим графики экспериментальной и аналитической кривых разгона (по полученной передаточной функции).
Для кривой разгона по возмущению.
Устанавливаем для проверки методом Рунге-Кутта конечное время 35,5с, шаг
0,5с.

Для кривой разгона по заданию.
Устанавливаем конечное время 55с, шаг 0,5с.

Для кривой разгона по управлению.
При задании передаточной функции учитываем чистое запаздывание 0,08с.
Устанавливаем конечное время 39с, шаг изменения 0,5с.

Получили, что кривые разгона практически одинаковы, следовательно аппроксимация методом Симою сделана верно.
Для объекта второго порядка по возмущению имеем погрешность метода около
25%, по заданию - около 15%, а для объекта третьего порядка с запаздыванием по управлению - около 5%.
Сравним экспериментальные и исходные передаточные функции:
объект исходная экспериментальная передаточная передаточная функция функция
второго порядка 1
1 по возмущению W(s)= --
W(s)= --
2
2
0.01s + 0.2s + 1
11.465s + 6.5614s +1
второго порядка 1
1 по заданию W(s)= --
W(s)= --
2
2
0.4489s + 1.34s +1
24.2986s + 9.5539s +1
третьего порядка 1000
1 с запаздыванием W(s)= -
W(s)= - по управлению 3 2
3 2
4.2188s + 168.75s + 2250s
+ 1 30.4228s + 38.116s + 10.7769s + 1
Полученные значению передаточных функций отличают на 1000 - 7500, что говорит о достаточно большой погрешности между фактическими и экспериментальными данными.

Для исходных передаточных функций с помощью программы ASR, пунктов аппроксимация (создать передаточную функцию и изменить время) получим координаты кривых разгона и сравним их с экспериментальной кривой:
1. по возмущению:
0,00000,0000
0,10000,2917
0,20000,6094
0,30000,8066
0,40000,9099
0,50000,9596
0,60000,9824
0,70000,9925
0,80000,9968
0,90000,9987
1,00000,9995
1,10000,9998
1,20000,9999
1,30001,0000

2. по заданию:
1 0,0000 0,0000 17 4,00000,9822
2 0,2500 0,0547 18 4,25000,9871
3 0,5000 0,1723 19 4,50000,9907
4 0,7500 0,3083 20 4,75000,9933
5 1,0000 0,4399 21 5,00000,9951
6 1,2500 0,5565 22 5,25000,9965
7 1,5000 0,6549 23 5,50000,9975
8 1,7500 0,7350 24 5,75000,9982
9 2,0000 0,7987 25 6,00000,9987
10 2,2500 0,8484 26 6,25000,9991
11 2,5000 0,8867 27 6,50000,9993
12 2,7500 0,9158 28 6,75000,9995
13 3,0000 0,9378 29 7,00000,9997
14 3,2500 0,9542 30 7,25000,9998
15 3,5000 0,9665 31 7,50000,9999
16 3,7500 0,9755 32 7,75001,0000

3. по управлению:

Сравнивая экспериментальные и фактические кривые разгона видим, что они отличаются очень сильно. Фактическая кривая разгона приходит к 1 на много быстрее, чем экспериментальная.
Расчет АФХ передаточных функций.
1. Объект второго порядка по возмущению: а) экспериментальная:
1 1,0000 0,0000 34 -0,375-0,53768 -0,194-0,024
1 2 4 1
2 1,0211 -0,067835 -0,382-0,50069 -0,189-0,021
8 4 1 0
3 1,0360 -0,139736 -0,387-0,46570 -0,183-0,018
7 3 9 2
4 1,0438 -0,215037 -0,390-0,43271 -0,179-0,015
3 0 0 5
5 1,0440 -0,292738 -0,390-0,40072 -0,174-0,013
9 6 1 1
6 1,0359 -0,372039 -0,389-0,37073 -0,169-0,010
7 9 5 8
7 1,0191 -0,451640 -0,387-0,34374 -0,165-0,008
1 1 0 7
8 0,9935 -0,530441 -0,383-0,31775 -0,160-0,006
2 0 6 7
9 0,9591 -0,607242 -0,378-0,29276 -0,156-0,004
3 7 4 9
10 0,9161 -0,680543 -0,372-0,26977 -0,152-0,003
5 9 4 2
11 0,8649 -0,749244 -0,366-0,24878 -0,148-0,001
1 8 4 7
12 0,8062 -0,812145 -0,359-0,22979 -0,144-0,000
2 1 6 3
13 0,7408 -0,868146 -0,351-0,21080 -0,1410,0011
8 8 0
14 0,6700 -0,916347 -0,344-0,19381 -0,1370,0023
2 9 4
15 0,5948 -0,956048 -0,336-0,17882 -0,1340,0034
3 1 0
16 0,5166 -0,986849 -0,328-0,16383 -0,1300,0045
3 6 6
17 0,4367 -1,008550 -0,320-0,15084 -0,1270,0055
2 1 4
18 0,3565 -1,021151 -0,312-0,13785 -0,1240,0064
1 6 3
19 0,2774 -1,024952 -0,304-0,12686 -0,1210,0072
0 0 3
20 0,2003 -1,020353 -0,296-0,11587 -0,1180,0079
0 3 4
21 0,1265 -1,008154 -0,288-0,10588 -0,1150,0086
0 4 6
22 0,0567 -0,989055 -0,280-0,09689 -0,1120,0093
2 2 8
23 -0,0083-0,964056 -0,272-0,08790 -0,1100,0099
6 7 2
24 -0,0680-0,933957 -0,265-0,07991 -0,1070,0104
1 9 6
25 -0,1222-0,899758 -0,257-0,07292 -0,1050,0109
7 6 2
26 -0,1708-0,892459 -0,250-0,06593 -0,1020,0114
5 9 8
27 -0,2136-0,822860 -0,243-0,05994 -0,1000,0118
5 7 4
28 -0,2509-0,781761 -0,023-0,05495 -0,0980,0122
7 0 2
29 -0,2829-0,739962 -0,230-0,04896 -0,0960,0126
1 7 0
30 -0,3098-0,697863 -0,223-0,04397 -0,0930,0129
7 7 9
31 -0,3322-0,656264 -0,217-0,03998 -0,0910,0132
5 2 8
32 -0,3502-0,615365 -0,211-0,03599 -0,0890,0134
4 0 8
33 -0,3644-0,575666 -0,205-0,031100 -0,0870,0134
6 1 9
67 -0,199-0,027
9 5

б) фактическая
2. Объект второго порядка по заданию.
а) экспериментальная

б) фактическая

3. Объект третьего порядка с запаздыванием по управлению а) экспериментальная
б) фактическая
Расчет одноконтурной АСР методом Роточа.
В программе Linreg задаем параметры объекта с учетом оператора Лапласса.
--

Все рефераты по радиоэлектронике