Синтез непрерывной двухконтурной системы подчиненного регулирования выходной переменной линейного одномерного объекта третьего порядк

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра проектирования технологических машин

Отчет по лабораторной работе

Дисциплина: «Теория автоматического управления»

Лабораторная работа №4

«Синтез непрерывной двухконтурной системы подчиненного регулирования выходной переменной линейного одномерного объекта третьего порядка»

Вариант 8

Выполнил:

Студент: Шапко М.О.

Факультет: МТФ

Группа: КП-120

Проверил:

Доцент, д.т.н. Нос О.В.

Новосибирск 2022

Цель работы:

Синтез двухконтурной замкнутой САУ линейным стационарным непрерывным объектом управления третьего порядка с каскадным включением регуляторов, обеспечивающей желаемое качество переходных процессов и заданную статическую точность регулирования по выходной переменной.

Ход работы.

Таблица 1 – Исходные данные

1. Синтез внутреннего контура регулирования промежуточной координаты состояния x при настройке на технический оптимум.

1. Получить переходные характеристики выходной переменной y по управляющему воздействию при исходном математическом представлении объекта, а также после разложения колебательного звена на два апериодических.

Выполним разложение колебательного звена на два апериодических.

Передаточная функция колебательного звена:

[pic 1]

[pic 2]

Корни полинома знаменателя:

[pic 3]

Постоянные времени звеньев:

[pic 4]

Для удобства задаём переменные с помощью M-File.

[pic 5]

Рис.1 – Расчетные параметры

Передаточная функция колебательного звена разложенного на два апериодических:

[pic 6]

[pic 7]Рис.2 – Схема для получения переходной характеристики выходной переменной у по управляющему воздействию исходного математического представления объекта и с разложенным колебательным звеном на два апериодических.

[pic 8]

Рис.3 – Переходные характеристики выходной переменной у по управляющему воздействию исходного математического представления объекта и с разложенным колебательным звеном на два апериодических.

Как видно разложение проведено правильно, т.к. переходные процессы совпадают.

1.2 Определить структуру и параметры регулятора промежуточной координаты х при настройке контура в разомкнутом состоянии на технический оптимум.

[pic 9]

где  .[pic 10]

[pic 11]

1.3 Получить переходную характеристику внутреннего контура регулирования в замкнутом состоянии и определить прямые показатели качества переходных процессов, сделав вывод о правильности результатов синтеза на основании сравнения полученных данных с расчетными величинами.

[pic 12]

Риc.4 – Схема внутреннего контура регулирования в замкнутом состоянии.

[pic 13]

Рис.5 – Переходной процесс внутреннего контура регулирования в замкнутом состоянии.

[pic 14]

Рис.6– Прямые показатели качества переходного процесса

внутреннего контура регулирования в замкнутом состоянии.

;[pic 15]

;[pic 16]

tc = 4,72 c;

;[pic 17]

Прямые показатели качества переходных процессов подчиняются следующим равенствам:

 – перерегулирование σ % = 4,32% ;

– время регулирования t p = с;[pic 18]

 – время нарастания (первого согласования) tc=4,71*  c;[pic 19]