Курсовая с практикой на тему Оптимизация параметров регулятора системы автоматического управления на основе моделирования.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 5

1 Постановка  задачи.. 6

2 Процесс  решения.. 9

2.1  Оптимизация
инерционно-форсирующего регулятора. 9

2.2  Оптимизация PID-регулятора. 17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 24

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. 25

Введение:

Для управления заданными объектами используются регуляторы.
Системы с регуляторами зачастую являются замкнутыми. Обычно замкнутые системы
автоматического регулирования работают по принципу отклонения. Это значит, что
в схеме присутствует обратный канал, по которому информация о состоянии
регулируемой величины передается на вход элемента сравнения. Затем этот сигнал
подается на регулятор, который в зависимости от своих настроек, создает
управляющее воздействие на объект управления. Вследствие этого выходной сигнал
объекта управления изменяется, а регулятор следит за тем, чтобы отклонения от
заданного значения было минимальным.

Регуляторы бывают разные, например, пропорциональный,
интегральный, дифференциальный, пропорционально-дифференциальный и пр.

Важным и сложным процессом является подбор параметров
регулятора. Для этого существует уже много методик и инструментальных средств.

В данной работе будет произведен подбор и оптимизация параметров инерционно-форсирующего и
ПИД-регулятора, генерирующего
сигнал управления на заданный объект управления.

Заключение:

В курсовой работе была
освоена  методика  оптимального  выбора параметров  регулятора 
системы  автоматического  управления 
на  основе моделирования.

В результате было
выполнено оптимизацию параметров инерционно-форсирующего и ПИД-регулятора.

Для расчета
параметров регуляторов были использованы такие инструментальные средства:
Matlab, Simulink, Excel.

Фрагмент текста работы:

1 Постановка 
задачи

Дана  система  автоматического  управления, 
структура  которой представлена на
рисунке 1.1. Рисунок 1.1 – Система управления с обратной связью 1) Динамические  свойства 
системы  управления  описываются следующими передаточными
функциями:

Объект управления:

,

где Kо – коэффициент передачи объекта управления;

Tо – постоянная времени объекта
управления;

 – коэффициент
демпфирования колебаний объекта управления;

Регулятор:

,

где Kр – коэффициент усиления регулятора;

Тин
– постоянная времени инерционного звена регулятора;

Тф
– постоянная времени форсирующего звена регулятора;

Измеритель: Устройство сравнения:

,

где е – ошибка
управления;

y0
– задающее воздействие;

y* –  измеренное  значение 
выходной  координаты  объекта управления;

Уравнение регулятора: где u – управляющее воздействие на
объект управление;

Уравнение объекта
управления: где y – выходная координата объекта управления;

Уравнение измерителя:

. 2) Дифференциальные
уравнения, описывающие процессы в системе:

уравнение объекта регулирования

;

уравнение регулятора

;

уравнение отрицательной обратной связи

. 3) Для  решения 
задачи  моделирования  необходимо 
перейти  от дифференциальных
уравнений к уравнениям в пространстве состояний:

уравнения состояния объекта регулирования

,

;

, .

уравнение состояния регулятора

;

уравнение отрицательной обратной связи

. 4) Рекуррентные
соотношения  расчета  процессов 
в  системе:

рекуррентные соотношения для объекта
регулирования, полученные на основе дискретизации уравнений состояния явным
методом Эйлера

;

;

рекуррентные 
соотношения  для  регулятора, 
полученные  на  основе дискретизации уравнений состояния
неявным методом Эйлера

;

уравнение отрицательной обратной связи

. Заданы параметры:

Ko=4; To=69c;
z=0,5

Получаем