Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем»




НазваниеМетодические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем»
Дата публикации17.10.2016
Размер9.76 Kb.
ТипМетодические указания

- -

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФГОУ ВПО«ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА»
Кафедра «Эксплуатация судовых механических установок»
Практическое занятие № 6

Настройка систем .Выбор Оптимальных Параметров Настройки регуляторов.

Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» для курсантов и студентов-заочников специальности 180403 «Эксплуатация судовых силовых установок».

^ Новороссийск – 2011.
Настоящее методическое указание к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» подготовлено преподавателем Нечитайленко К.П., утверждено на заседании кафедры ЭСМУ _ . _______ 2011 года, протокол № ____.
Рецензент :

______________________________________________________

1.Настройка системы для определения ОПН.

Разомкнутая система, по переходной функции которой рассчитывают параметры настройки, образована всей цепочкой звеньев САР, за исключением регулятора. Такое исключение необходимо, ибо отыскивают величины, относящиеся к регулятору.
В большинстве современных САР предусмотрены переключатели ^ З, позволяющие отключать сигнал управления регулятора 1 и управлять сервомотором 4 вручную посредством дистанционного задатчика 2 (рис. 117). Измеритель б фиксирует значение выходной величины, а регистрирующее устройство 7 — синхронно изменения как входной, так и выходной величины объекта регулирования 5 разомкнутой таким образом системы.
Переходные функции разомкнутых САР судовой энергетической установки по форме соответствуют характеристикам объектов, состоящих из нескольких звеньев (см. рис. 70).
Определение настроечных параметров может быть выполнено на основе одной лишь экспериментальной переходной функции, если по ней могут быть определены все локальные элементы, указанные на рис. 66. Однако различные ограничения вводятся соображениями безопасности и стабильности режимов работы установки в целом. В этом случае экспериментально удается получить только начальный участок кривой; неизвестным часто оказывается даже положение точки перегиба. Расчет настроечных параметров в этом втором случае может быть выполнен, если дополнительно известны коэффициенты усиления объекта. Рассмотрим оба варианта отдельно.
Случай, когда переходная функция достигает асимптоты. На рис. 118 показана форма переходной функции и вызвавшего ее возмущения -
Расчет оптимальных параметров настройки автоматического регулятора системы в этом случае подразделяют на следующие этапы.





Структурная схема разомкнутой САР для получения экспериментальной переходной функции11 переходной функции выражены в секундах

Переходная функция разомкнутой системы, достиющая асимптоты нового установившегося состояния: а- выходная величина ;б – сообщенное возмущение


2. Порядок расчета ОПН
1. На графике переходной функции определяют точку = О, соответствующую моменту подачи возмущения, и точку перегиба , после чего проводят касательную ab в этой точке и устанавливают величины отрезков
z , U ,S и (1)
в масштабе осциллограммы .

2. Значения z и U выражены в секундах или минутах в зависимости от градуировки шкал регулятора, а значение ординаты S пересчитывается в процентах к отклонению :

S%= S*100 / (2)
Величина сообщенного системе возмущения Δ λ% , также выражена в процентах по отношению к полной нагрузке объекта.
З. Определяют отношение, %/мин или %/с,

R = S%/U (3)
выражающее угловой коэффициент наклона касательной к переходной функции в точке перегиба. асимптоты нового установившегося
4. Оптимальные параметры настройки регуляторов рассчитывают ‘по следующим формулам.
Для П- регулятора:
коэффициент усиления Kr или ширина зоны пропорциональности b:

Kr = Δ λ% /(zR) b= (zR)/ Δ λ% (4)

Для ПИ-регулятора:
коэффициент усиления Kr или ширина зоны пропорциональности b:

Kr = Δ λ% /(1.1 zR) b= (110*zR)/ Δ λ% (5)

время интегрирований

Ти= z/ 0.3 (6)

Для ПИД-регулятора:
коэффициент усиления Kr или ширина зоны пропорциональности b:

Kr =1,2*Δλ% /(zR) b= (83*zR)/ Δ λ% (7)

время интегрирования

Ти= 2*z (8)
время дифференцирования

Тд=0.5*z (9)

3. Аппроксимирование одноёмкостным звеном и участком запаздывания.

Если известна переходная функция разомкнутой САР, оптимальные параметры настройки могут быть получены в результате несложных расчетов на основании специально разработанных для этой цели методов. Здесь будет рассмотрен только один из таких методов для случая, когда переходная функция разомкнутой системы аппроксимирована инерционным звеном первого порядка и звеном запаздывания, независимо от того, достигает отклонение асимптоты нового установившегося состояния или нет. В последнем случае коэффициент усиления К0 объекта необходимо определить, используя дополнительные данные о статике. Передаточная функция, полученная в результате такой аппроксимации, имеет вид (10)

W(p) = K0λ exp( - zp) / ( 1+ sT) (10)

где K0λ = y / λ = — коэффициент усиления разомкнутой системы, приведенный к безразмерной форме;
z,Т — запаздывание и постоянная времени экспоненты. .
Рассматриваемый метод позволяет вычислить оптимальные значения параметров применительно к заранее выбранному интегральному критерию качества регулирования. При этом используют соотношения:

KR / K0λ = A (z /T)-B / T = С (z /T)-D / T = E (z /T)-F (11)

в которых постоянные А, В, С, D, Е и F выбирают по таблице в зависимости от закона регулирования и выбранного интегрального критерия,

Таблица
Значения постоянных в формулах (11) для различных критериев качества регулирования

№ п.п

Метод настройки

Тип регулятора

Значения постоянных

A

B

C

D

E

F

1

Iао

П

0.9

0.98













2

Iкв

П

1.4

0.92













3

Iаот

П

0.5

1.08













4

Iао

ПИ

1.0

0.99

1.6

0.71







5

Iкв

ПИ

1.3

0.96

2.0

0.74







6

Iаот

ПИ

0.9

0.98

1.5

0.68







7

Iао

ПИД

1.4

0.92

1.1

0.75

0.5

1.14

8

Iкв

ПИД

1.5

0.94

0.9

0.77

0.6

1.01

9

Iаот

ПИД

1.4

0.95

1.2

0.74

0.4

0.99

Следует отметить, что при выборе способа настройки конкретного регулятора необходимо принимать во внимание характерные условия работы, типичные внешние возмущения, особенности динамических свойств объекта регулирования.
Большое влияние на качество процесса регулирования имеет запаздывание. Иллюстрацией этому могут служить осциллограммы переходных процессов, снятых на моделях объектов, относительная величина запаздывания zв которых отличается в 10 раз (рис. 120).
При незначительной величине запаздывания (z/Т== 0,1) выбор типа регулятора (и способа его настройки по тому или иному критерию оптимальности) не вносит существенной разницы в течение переходного процесса, заканчивающегося за десятые доли относительного времени. Однако в том случае, если запаздывание велико, качество переходного процесса резко ухудшается, значительно возрастают как перерегулирование, так и продолжительность переходного процесса.
Когда запаздывание достигает величины z= 1, разница в продолжительности переходного процесса и максимальном отклонении параметра в случае использования ПИД -регулятора превышает соответствующие полные значения при х/Т = 0,1, и преимущества этого типа регулятора перед более простыми по структуре (например, ПИ регуляторами) становятся особенно ощутимыми.

4. Задачи

ЗАДАЧА 1

^ ОПРЕДИЛИТЬ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА

Вариант а):

Изменение регулируемой величины

1.0
0.8
0.6

0.4
0.2
0.0










































































































0 5 10 15 20 25 30 35

Время, секунды

Вариант б):

Изменение регулируемой величины

1.0
0.8
0.6

0.4
0.2
0.0










































































































0 5 10 15 20 25 30 35

Время, секунды

Вариант в):

Изменение регулируемой величины

1.0
0.8
0.6

0.4
0.2
0.0










































































































0 5 10 15 20 25 30 35

Время, секунды



показатели качества

вариант переходной функции

а

б

в

1.Время переходного

процесса при нечувствительности 5%










2.Перерегулирование










3.Колебательность











5. Литература

1. Сыромятников В.Ф. «Основы автоматики и комплексная автоматизация судовых пароэнергетических установок». Москва «Транспорт» 1983г

2.Печененко Б.И. ,Козьминых Г.В. «Основы автоматики и комплексная автоматизация судовых пароэнергетических установок» Москва «Транспорт» 1979г.

3.Королев В.И. Лабораторный практикум по автоматике .

Методическое пособие НГМА, г.Новороссийск ,2001 –100 с

4.В.А.Бесекерский,Е.П.Попов, 2003 Теория систем автоматического управления

6. Оглавление

1.Настройка системы для определения ОПН. 3

2. Порядок расчета ОПН 4

3. Аппроксимирование одноёмкостным звеном и участком запаздывания. 5

4. Задачи 7

5. Литература 8.

6. Оглавление 8

Похожие:

Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы...
Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» для курсантов...
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconРадиотехники, электроники и автоматики
Методические указания по выполнению дипломного проектирования по специальности 220400 «программное обеспечение вычислительной техники...
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания к проведению практических работ по дисциплине «Экономическая теория»
Методические указания к проведению практических работ по дисциплине «Экономическая теория» для студентов специальности «Менеджмент...
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические рекомендации для студентов практического занятия по...
Дидактическая база занятия: методические рекомендации для преподавателя и студентов к практическому и семинарскому занятию, учебники,...
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания по подготовке к практическому занятию тема:...
Гбоу впо «Владивостокский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития России»
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания по составлению рабочей программы учебной дисциплины в тусуре томск 2010
Методические указания содержат рекомендации по разработке рабочих программ по дисциплине в Томском государственном университете систем...
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconСценарий видеоклипа к практическому занятию по курсу «основы региональных финансов»
Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине «маркетинг»
Бубнова Г. В., Бабан С. М., Андреев Б. Ф., Гусева А. И. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Маркетинг» для...
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания к проведению практических работ по дисциплине «Экономическая теория»
Спрос и предложение, определение равновесной цены и объема. Индивидуальный и рыночный спрос
Методические указания к практическому занятию по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» iconМетодические указания к лабораторным работам по курсу «основы светотехники»
Анненков А. М., Грибков О. И., Дегтярев В. О. Естественное освещение: Методические указания. М.: Миит, 1999. 36 с
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
dopoln.ru
Главная страница