Курсовая работа по дисциплине Теория автоматического управления Расчет оптимальных настроек непрерывных и дискретных регуляторов

• Название: Курсовая работа по дисциплине Теория автоматического управления Расчет оптимальных настроек непрерывных и дискретных регуляторов
• Дата: 09.11.2022
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: 2670da1d029a2664.docx
• Тип: Курсовая; #778799
• страница: 6 из 8

5.3 Расчет настроек ПИ-регулятора по методу Коэна-Куна

Коэффициент передачи регулятора W_пи= рассчитывается по формуле К_р = , постоянная времени интегрирования

Т_и.= .

К_р =

Т_и = = 5.93

Передаточная функция ПИ-регулятора с найденными настройками:



Структурная схема для расчета показателей качества приведена на рисунке 6.



Рисунок 6 – Структурная схема для расчета показателей качества в примере

Для построения переходной характеристики замкнутого контура используется пакет Matlab.

sys1=tf([0.25],[12 1])

sys2=tf([1],[1],'inputdelay',3)

sys3=tf([97.06 14.73],[6.59 0])

sys4=series(sys1,sys3)

sys5=feedback(sys4,1)

sys6=series(sys5,sys2)

step(sys6)

grid



Рисунок 7 – Переходная характеристика для контура с ПИ-регулятором

Перерегулирование составило: σ=6%

Время регулирования равно: t_p=17.8 c.

5.4 Расчет настроек ПИД-регулятора методом Коэна-Куна

Передаточная функция ПИД- регулятора имеет вид



Настройки рассчитываются по формулам:

К_р= , Т_и = _, T_д= , _б=0,05₀.

К_р = ;

Т_и = = 6.51;

T_д = = 1.02;

_б= 0,15

Передаточная функция ПИД-регулятора с найденными настройками имеет вид:

Структурная схема для расчета показателей качества приведена на рисунке 8.



Рисунок 8 – Структурная схема для расчета показателей качества в контуре с ПИД-регулятором

Программный код для расчета переходной характеристики и прямых показателей качества приведен ниже.
sys1=tf([0.25],[12 1]) sys2=tf([1],[1],'inputdelay',3) sys13=tf([1],[1]) sys14=tf([1],[6.7 0]) sys15=tf([1.03 0],[0.1 1]) sys16=tf([22.33],[1]) sys17=parallel(sys13,parallel(sys14,sys15)) sys3=series(sys16,sys17) sys4=series(sys1,sys3) sys5=feedback(sys4,1) sys6=series(sys5,sys2) step(sys6) grid

На рисунке 9 приведена переходная характеристика, перерегулирование составило 5%, что меньше допустимой погрешности, поэтому время регулирования определено при значении ординаты, равной 1.04 равно 17.2 с.



В таблице 5 приведены результаты расчетов настроек регуляторов по методу Зиглера-Никольса.

Статическая ошибка рассчитывается δ = 1 - h_уст.

Таблица 5 – Таблица результатов расчета настроек по методу Коэна-Куна

Тип регулятора	Кр	Tи	Tд	σ, %	tp,c	δ%
П	17.33	0	0	0	9.63	19
ПИ	16.92	6.59	0	6	16	0
ПИД	22.33	6.7	1.03	5	17.2	0

Сделать вывод, в контуре с каким регулятором показатели качества оказались лучше.

Время регулирования ниаименьшее для контура с П-регулятором, и в этом случае статическая ошибка равна 19%.

Для контура с ПИ-регулятором δ=0, время регулирования t_p = 16 с вр наименьшее но есть перерегулирование σ=6.

Для ПИД-регулятора в контуре δ=0; есть перерегулирование σ=5, время регулирования t_p = 17,2 с, самый подходящий для этого объекта.