Два класса объектов регулирования

1. ДВА КЛАССА ОБЪЕКТОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ

С САМОВЫРАВНИВАНИЕМ
(СТАТИЧЕСКИЕ)
Общий вид передаточной
функции:
b1 S m b2 S m 1 bm 1 s
W (S )
e
n
n 1
a1 S a2 S an 1
- апериодические звенья 1-го,
2-го порядка, с
запаздыванием и без;
- колебательные звенья;
- реальные
дифференцирующие.
БЕЗ САМОВЫРАВНИВАНИЯ
(АСТАТИЧЕСКИЕ, ИНТЕГРИР.)
Общий вид передаточной
функции:
b1S m b2 S m 1 bm 1 s
W (S ) k n
e
n 1
S (a1S a2 S an 1 )

2. ПЕРЕХОДНЫЕ ФУНКЦИИ (РАЗГОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ)

СТАТИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ
АСТАТИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

3. ПРИМЕРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

СТАТИЧЕСКИЕ
1.
Печь. Вход – расход газа, выход
– температура.
2.
3.
Эл.двигатель постоянного
тока. Вход- напряжение
якоря, выход – скорость
вращения якоря.
Ёмкость для разбавления
пульпы. Вход –
соотношение расходов
пульпы и воды на
разбавление, выход –
плотность разбавленной
пульпы.
АСТАТИЧЕСКИЕ
1. Цилиндр с поршнем в системе
гидропривода. Вход – расход
масла в цилиндр, выход –
перемещение поршня.
2. Эл.двигатель постоянного тока.
Вход – напряжение якоря, выходугол поворота якоря.
3. Ёмкость для разбавления
пульпы. Вход – разность между
расходами на входе и выходе
емкости, выход – уровень в
ёмкости.

4. ТРЕБОВАНИЯ К САР

1. Устойчивость – способность возвращаться в
установившийся режим после прекращения действия
возмущений.
2.Высокая точность в установившихся режимах – малая величина
ошибки (рассогласования) после завершения переходных
процессов.
3.Высокое качество переходных процессов – небольшое время
регулирования, перерегулирование, количество колебаний.
4.Грубость (робастность) – способность сохранять качество
работы при небольших отклонениях параметров объекта от
исходных в процессе эксплуатации системы.

5. ПРИМЕРЫ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В САР

6. СХЕМА КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ

7. СИСТЕМА С РЕЛЕЙНЫМ ПОЗИЦИОННЫМ РЕГУЛЯТОРОМ

8. СИСТЕМА С П-РЕГУЛЯТОРОМ (U(t)=Kp·ε(t))

1.
Объект статический.
K ОБ
WОБ ( S )
TОБ ( S ) 1
1
W X ( S )
1 WРЕГ ( S ) WОБ ( S )
1
K ОБ
1 KP
TОБ S 1
TОБ S 1
TОБ S 1 K P K ОБ
WОБ (S )
K ОБ
WF (S )
1 WРЕГ (S ) WОБ (S )
TОБ S 1 K P K ОБ
УСТ
K ОБ
X WX (0) F WF (0)
X
F 0
1 K P K ОБ
1 K P K ОБ
1

9. СИСТЕМА С П-регулятором

2. Объект астатический
K ОБ
WОБ (S )
S (TОБ S 1)
S (TОБ S 1)
WX ( S )
TОБ S 2 S K P K ОБ
K ОБ
W F ( S )
TОБ S 2 S K P K ОБ
УСТ
1
X W X (0) F WF (0) 0
F 0
KP

10. КАЧЕСТВО УПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ С П-РЕГУЛЯТОРОМ

Статический объект
Астатический объект

11. СИСТЕМА С И-РЕГУЛЯТОРОМ

12. СИСТЕМА С И-РЕГУЛЯТОРОМ

13. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В САР С И-регулятором

1.Статический объект
2.Астатический объект

14. СИСТЕМА С ПД-регулятором

Передаточная функция регулятора
УСТ X WX (0) F WF (0)
WРЕГ (S ) K P
1
1 K P K ОБ
KDS
TD S 1
K ОБ
X
F 0
1 K P K ОБ

15. ПД-регулятор для астатического объекта

16. ПЕРЕХОДНЫЙ ПРОЦЕСС В САР С ПД-регулятором

1.
Статический объект
2. Астатический объект

17. СИСТЕМА С ПИ-регулятором

Передаточная функция регулятора
Статический объект
W X ( S )
1
1 WРЕГ ( S ) WОБ ( S )
WF ( S )
Ki
WРЕГ (S ) K P
S
S (TОБ S 1)
1
Ki
K ОБ
TОБ S 2 (1 K P K ОБ ) S K i K ОБ
1 (K P )
S TОБ S 1
WОБ ( S )
K ОБ S
1 WРЕГ ( S ) WОБ ( S )
TОБ S 2 (1 K P K ОБ ) S K i K ОБ
УСТ X WX (0) F WF (0) 0
S1, 2
(1 K P K ОБ ) (1 K P K ОБ ) 2 4TОБ K i K ОБ
2TОБ

18. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В САР С ПИ-регулятором

1. Статический объект
2. Астатический объект

19. СИСТЕМА С ПИД-регулятором

1. Статический объект
2. Астатический объект

20. РАБОТА РАЗЛИЧНЫХ КАНАЛОВ ПИД-регулятора

1. Отработка ступенчатого задания
2. Подавление ступенчатого возмущения

21. САР С ШИМ-регулятором

22.

РЕГУЛИРОВАНИЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШИМ

23. СТРУКТУРА САР С РЕГУЛЯТОРОМ СОСТОЯНИЯ И НАБЛЮДАТЕЛЕМ

2
U (t ) Uп(t ) Ri ( Xi * Xi)
i 1

24. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА САР С НАБЛЮДАТЕЛЕМ В MATLAB

25. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА НАБЛЮДАТЕЛЯ

26. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА РЕГУЛЯТОРА СОСТОЯНИЯ

27. ПЕРЕХОДНЫЕ ФУНКЦИИ ПО ЗАДАНИЮ И ПО ВОЗМУЩЕНИЮ

1. ПО ЗАДАНИЮ
2. ПО ВОЗМУЩЕНИЮ