ЛАБОРАТОРНАЯ 4 ТАУ. ТАУ_4_Аня. Объекты управления емкости с жидкостью или газом
 Скачать 36.86 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4. ОБЪЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ – ЕМКОСТИ С ЖИДКОСТЬЮ ИЛИ ГАЗОМ Вариант 223 1. Модель бака с водой Моделируется процесс наполнения бака водой. Моделируется интегратором-накопителем. На входе идут потоки воды (входящие и исходящие), на выходе наблюдаем уровень воды в баке. Вход измеряется в литрах за секунду, а выход в литрах. Мы делаем операцию интегрирование (литры в секунду - скоростная характеристика, которая преобразуется в литры - характеристику уровня. Построена обратная связь и имеется комбинированный датчик. Погрешность составляет 5% от текущего значения. Присутствует нелинейный элемент, который уровень воды в баке делит на зоны. Дынные с датчика посылаются на устройство сравнения , где полученный сигнал сравнивается с тем значением, которое мы ввели на некоторой панели ввода данных. Регулятор – реле, которое просто включает напор воды если уровень в баке недостаточно большой или отключает воду если уровень превышен.  Рис. 1. График моделирования процесса наполнения бака. Зададим желаемы уровень 100+223 литра (323 литра – желаемый уровень воды). Посмотрим как сказывается дискретизация сигнала измеренного значения на управлении.  Рис. 2. График моделирования процесса наполнения бака (шаг = 1 литр). Уровень ̴̴ 324 литра и поддерживается относительно точно. Погрешность около 3 литров. График состоит из характерных ступенек. Они являются прямым следствием того, что наша обратная связь имеет цифровой элемент, который разделяет аналоговый сигнал на зоны (ступеньки). Посмотрим как будет меняться наш график при изменении шага дискретизации сигнала ( шаг = 10 литров).  Рис. 3. График моделирования процесса наполнения бака (шаг = 10 литров). Мы видим, что при наборе никакого изменения не происходит, так как закон управления данной системы релейный (включает или отключает подачу воды). Увеличим шаг дискретизации до 100 литров.  Рис. 4. График моделирования процесса наполнения бака (шаг = 100 литров). Сразу видно, что уровень воды в баке превышает заданный. Для более наглядной демонстрации влияния величины шага квантования на уровень жидкости в баке, увеличим шаг квантования до 1000.  Рис. 5. График моделирования процесса наполнения бака (шаг = 1000 литров). На последних двух графиках видно, что при увеличении шага квантования увеличивается фактический уровень жидкости (превышение составило более чем 50% от целевого уровня жидкости). Из этого делаем вывод о том, что меньший шаг квантования повышает точность измерения уровня воды в баке и, следовательно, уменьшает ошибку в уровне жидкости при заполнении бака. |