МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
Электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра менеджмента и систем качества
Реферат
По дисциплине «Теория управления»
Тема: передаточная функция типовые схемы и элементы пид управление инвариантность автономность
| Студентки гр. 7693 | Менса м.д | |
| Преподаватель | Никифоров И.Б. |
Санкт-Петербург
содержание
1. Введение…………………………………………………………..………….....2
2. Разработка методики параметрического синтеза ПИД-регулятора…………………………………………………………………...….…4
3. Классический ПИД-регулятор……………………………………….....6
4. Постановка задачи синтеза ПИД-регуляторов в многосвязных САУ…………………………………………………………………………..……8
5. Способы синтеза ПИД-регуляторов в многосвязных системах…………………………………………………………………….…….10
6. Методика параметрического синтеза ПИД-регуляторов для многосвязных СА………………………………………………………………………...……….12
7. Сравнительный анализ методов параметрического синтеза ПИДрегуляторов для многосвязных САУ…………………………….……….14
8. П-регулятор………………………………………………………….17
9. И-регулятор………………………………………………………….19
10. ПД-регулятор……….………………………………………………21
Введение
Данная курсовая работа посвящена разработке передаточная функция типовые схемы и элементы пид управление инвариантность автономность
Данный курсовой проект состоит из 16 страниц 4 рисунков
.
Структура проекта состоит из 9 разделов:
1 Разработка методики параметрического синтеза ПИД-регулятора
2 Классический ПИД-регулятор
3 Постановка задачи синтеза ПИД-регуляторов в многосвязных САУ
4 Способы синтеза ПИД-регуляторов в многосвязных системах
5 Методика параметрического синтеза ПИД-регуляторов для многосвязных СА
6 Сравнительный анализ методов параметрического синтеза ПИДрегуляторов для многосвязных САУ
7 П-регулятор
8 И-регулятор
9 ПД-регулятор
1 Разработка методики параметрического синтеза ПИД-регулятора
Согласно поставленной в подразделе 2.1 задаче, структурная схема исследуемой системы представлена на рисунке 1.8. Рассматриваемая система состоит из регулятора C(s) и объекта управления с запаздыванием, охваченных контуром единичной отрицательной обратной связи. Уставка обозначена символом r, выход системы – y, возмущающее воздействие – d. Исходными данными являются: – передаточная функция обобщенного объекта управления; – запас устойчивости по фазе; – частота среза. Представим объект управления в общем виде: N s P D s =. (2.10) ПИД-регулятор представим в параллельной форме
Постановка задачи синтеза ПИД-регуляторов в многосвязных САУ
Пусть рассматриваемая система управления имеет вид, представленный на рисунке 3.1. Объект управления представляет собой квадратную матрицу передаточных функций, имеющий вид:) n n nn H s H s H s H s H s, (3.2) где n – порядок объекта управления. В общем случае, регулятор также представляет собой матрицу размерности n x n. Но на практике, регулятор зачастую реализуется на контроллерах, которые уже содержат микропрограммы, реализующие ПИД закон. Поэтому целесообразно рассмотреть именно такой тип регулятора. Таким образом, регулятор представляет собой многоканальный ПИДрегулятор, который может быть описан диагональной матрицей передаточных функций вида () (nn R s R s R. (3.3) Для оценки устойчивости такой системы, как было сказано выше, нельзя использовать стандартные подходы, ввиду перехода в многосвязных САУ от одномерных уравнений к матричным (многомерным) вычислениям. Данное обстоятельство не позволяет напрямую использовать стандартные методики настройки, основанные на задании запасов устойчивости [10, 30–36], нулей и полюсов передаточной функции замкнутой САУ [10, 46, 29, 37]. Идентификация многосвязных объектов может быть осуществлена с применением стандартных методик теории автоматического управления, разработанных для объектов один вход – один выход [69], а также специальных методик идентификации многосвязных объектов [37]. Таким образом, полагаем, что нам известна структура, а так же матрица передаточных функций объекта управления. Ставится задача определения параметров настройки ПИД-регуляторов в многосвязной САУ, обеспечивающих устойчивость замкнутой САУ
Способы синтеза ПИД-регуляторов в многосвязных системах
Метод приобрел популярность в научном сообществе, благодаря возможности задания различных критериев качества, а также работе именно с матричными вычислениями, позволяя тем самым синтезировать оптимальные регуляторы, как для одномерных, так и многомерных объектов управления. Однако, этот метод до сих пор не нашел широкого применения на практике. Объяснить данный разрыв между теоретическими исследованиями и практическими приложениями можно несколькими явными причинами. Применение оптимизационных алгоритмов поиска структуры и параметров настройки регулятора приводит к тому, что, зачастую, полученные регуляторы имеют высокий порядок Но, как известно, регуляторы высокого порядка повышают порядок всей САУ, делая ее менее инвариантной к возмущающим воздействиям, а также уменьшая робастность системы. Помимо этого, наличие большого числа вычислений, а также применение различных оптимизационных алгоритмов для каждого
конкретного случая) делают данный метод синтеза регуляторов непривлекательным для повседневного использования. Именно поэтому большинство научных работ в данной тематике посвящено «развязыванию» внутренних связей объекта управления, получая тем самым совокупность одноканальных объектов. Далее, синтез регуляторов производят по известным методикам. При синтезе регуляторов в многосвязных САУ обычно оценивают влияние каналов объекта управления друг на друга. Продемонстрируем элементарный метод оценки взаимосвязи каналов объекта управления на примере двухканальной системы. Для этого представим многосвязную САУ в виде структурной схемы, представленной на рисунке