Оптимизация контуров регулирования

Оптимизация контуров регулирования
При единичной обратной связи
При наличии датчика обратной связи
Идеальный режим
Решение идеальной задачи ступает в противоречие с техническими возможностями и экономической целесообразностью. На практике инерционность объекта компенсируют насколько это возможно и насколько это целесообразно. В контуре оставляют малую инерционность для сохранения помехоустойчивости контура.

Оптимизация контуров регулирования
Передаточные функции замкнутых систем АЭП
1.
при 2а0а2 = а12
2.
при 2а0а2 = а12 2а1а3 = а22

Оптимизация контуров регулирования
Оптимизация на модульный оптимум.
1. Объект контура содержит большую (То) и малую (Тµ) инерционности:
Для компенсации большой инерционности и для придания контуру астатических свойств нужен ПИ регулятор,
,у которого: Тиз= То, а Кр=?
Найдем

Оптимизация на модульный оптимум
Передаточная функция замкнутого контура:
где
Из условия оптимизации на модульный оптимум: ,
запишем Откуда находим:
После подстановки имеем:
k0kp = b0 = a0; T0 = a1; T0Tμ = a2.
.
2a0a2 = a12
2kpk0T0Tμ = T02;

Оптимизация на модульный оптимум
Осциллограммы выходного сигнала при скачке задания
Є = 4.3 % , Т1= 4,7 Тµ, Т2 =6,3 Тµ, Т3 = 8,4 Тµ
$ = 0, 707.

Оптимизация на модульный оптимум
ЛАЧХ контура, оптимизированного на МО.

Оптимизация на модульный оптимум
Замкнутый контур, оптимизированный на МО
Оптимизация на МО с использованием ЛАЧХ

Оптимизация на модульный оптимум
Осциллограммы сигналов при различных настройках

Оптимизация на модульный оптимум
Ошибка регулирования при настройке на МО
ΔХ(р) = WОШ (р)⋅ХВХ (р).

Оптимизация на модульный оптимум
2. Оптимизация контура на МО в объекте которого интегрирующее звено и звено с малой постоянной времени
Получили регулятор П типа, при котором контур в общем случае -статический.
По заданию контур –астатический (т.к. есть интегрирующее звено в объекте).
По возмущению –м.б. как статическим, так и астатическим.

Оптимизация на модульный оптимум
Варианты реализации контура регулирования
- астатический
- статический
Помнить!!! На входе звена с интегральной частью в установившемся режиме 0 !!!

Оптимизация контура на симметричный оптимум
Построение астатической контура в объекте которого интегрирующее звено и звено с малой постоянной времени.
Надо применить ПИ –регулятор:
2а0а2 = а12 → 2kpk0ТИЗТ0 = kp2k02ТИЗ2 → 2Т0 = kpk0ТИЗ;
2а1а3 = а22 → 2kpk0ТИЗ2Т0Тμ = ТИЗ2Т02 → 2kpk0Tμ = T0;
ТИЗ = 4Тμ;

Оптимизация контура на симметричный оптимум
Подстановка полученных Кр и Тиз позволяют получить:
Т1=3,1 Тµ, Т2 = 5,8 Тµ, Т3 = 16,5Тµ
Название настройки – по виду ЛАЧХ
(частота среза симметрична частотам сопряжения)

Оптимизация контура на симметричный оптимум
Повышенное перерегулирование – из-за форсирующего (упреждающего) звена в числителе. Для снижения перерегулирования на входе контура включают фильтр
,тогда