Лекция 11 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ Функциональная схема САУ

Лекция 11 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ

Функциональная схема САУ

Задача синтеза системы заключается в определении динамических характеристик элементов изменяемой части R для придания необходимых показателей качества системе, заданной следующей типовой схемой.

Свойства замкнутой системы обеспечиваются обратной связью и настройкой регулятора R.

качество процессов Задание области качества через показатели качества

При воздействии ступенчатой функции показателями качества системы являются: 1. Время управления Тcontrol =Ту(1, 2, 3) 2. Перерегулирование 3. Частота колебаний для колебательных процессов T-период колебаний 4. Время нарастания переходного процесса Tн 5. Декремент затухания

Базис Методологии Синтеза 1. Эталонный оператор системы Передаточная функция, которая обеспечивает качество процессов управления, удовлетворяющее ТТ (техническим требованиям). Формулировка задачи синтеза: Дано: 1. Эталонная передаточная функция , которая имеет заданные показатели качеств 2. Линейная модель объекта управления Найти: передаточную функцию регулятора для которой выполняется приближенное равенство - передаточная функция замкнутой системы, структура которой задается схемой:

2. Эталонный переходный процесс на выходе системы, возникающий в результате подачи на ее вход тестового сигнала Эталонный выходной сигнал задается в виде переходной характеристики , определяемой параметрами качества.

Формулировка задачи синтеза: Дано: 1. Структура модели регулятора 2. Вид эталонной переходной функции для выходной координаты. Необходимо: -используя регрессионные модели, построить функциональную зависимость изменения показателя качества от коэффициентов регулятора. Требуется найти такое сочетание коэфициентов регулятора, при котором вид выходной координаты модели объекта совпадает с эталонной переходной функцией; -либо, выполняя моделирование поведения системы при различных сочетаниях коэффициентов регулятора, искать такие их численные значения, при которых переходные процессы модельного и эталонного процессов совпадут. Для решения задачи синтеза по эталонному переходному процессу используется метод нелинейного программирования.

Реализация метода эталонной передаточной функции Параметры качества определяются в виде численных показателей и задают для системы управления желаемую реакцию. Желаемая реакция обеспечивается при достижении интегральным критерием качества минимального значения.

реакции замкнутой системы Выражения знаменателя, при которых замкнутая система имеет заданные показатели качества:

Реакция системы третьего порядка на единичное ступенчатое воздействие: при n=2, 0

Выражения знаменателя, при которых замкнутая система имеет заданные показатели качества:

Реакция системы второго порядка на единичное ступенчатое воздействие при n=2, 0:

алгоритм синтеза робастного регулятора 1. Определить структуру линейной модели объекта управления, которая адекватно аппроксимирует его частотные свойства: 2. Задать структуру стандартного П, ПИД – регулятора 3. Используя формулу для передаточной функции замкнутой системы найти ее структурное выражение 4. Выбрать структуру замкнутой передаточной функции с желаемыми переходными характеристиками , имеющей такой же знаменатель, как и

5. Задать значение собственной частоты n системы и вычислить коэффициенты 6. Приравнять знаменателю и определить коэффициенты регулятора 7. Вычислить выражение замкнутой передаточной функции 8. Выбрать передаточную функцию предшествующего фильтра таким образом, чтобы выполнялось равенство: из этого. следует, что числитель равен числителю

моделирование Желаемая реакция обеспечивается: