Работа выполняется на ПЭВМ с помощью программы MVACS каждым студентом самостоятельно.
Главное меню программы имеет вид:
|
1. Выбрать команду ГЛАВНОГО МЕНЮ «Выбор варианта задачи».
По этой команде программа переходит в режим выбора задачи и на экране появляется следующее изображение:
|
|
Выполнение лабораторной работы проводится в два этапа.
На первом этапе студент должен из меню «Выбор варианта задачи» три позиции, а именно:
Объект с обратными связями
Непрерывное управление
Неавтономное управление
На втором этапе студент должен выбрать из меню «Выбор варианта задачи» три позиции, а именно:
Объект с обратными связями
Непрерывное управление
Автономное управление
Выбор каждой позиции осуществляется нажатием клавиши [Enter], после чего перед соответствующим пунктом меню появляется «галочка».
По окончании выбора достаточно нажатия клавиши [End], чтобы вернуться в ГЛАВНОЕ МЕНЮ.
2. Выбрать команду «Задание параметров» ГЛАВНОГО МЕНЮ.
По этой команде на экране появляется структурная схема, соответствующая выбранной задаче.
Студент должен задать передаточные функции, входные и выходные воздействия.
Параметры передаточных функций объекта W11(p), W12(p), W21(p) и W22(p) приведены в таблице 1.
Параметры передаточных функции регуляторов R11(p) и R22(p) приведены в таблице 2.
Номер варианта задается устно преподавателем.
Для записи аналитических выражений задающих и возмущающих воздействий f(t) и g(t) студент должен навести засветку на соответствующую букву, нажать [Enter] и войти в меню библиотеки сигналов, из которого необходимо выбрать тип функции, а именно:
f(t) = a0 + a1t + a2t2;
и задать числовые значения параметров выбранных функций:
a0 = 1; a1 = 0; a2 = 0;
a = 1; t1 = 0.
После выполнения операции «Задание параметров» по нажатию клавиши [Esc] происходит возврат в ГЛАВНОЕ МЕНЮ. Студент, используя команду “Просмотр параметров” ГЛАВНОГО МЕНЮ проверяет правильность набора.
3. Выбрать команду «Процесс управления» ГЛАВНОГО МЕНЮ.
Выбор этой команды переводит программу в режим построения процесса управления. Студент должен выбрать функции Y1 и Y2 для отображения на экране дисплея. Для этого надо клавишами – стрелками подвести засветку к нужной букве и нажать [Enter].
4. Выбрать команду “Поиск минимума” меню ИССЛЕДОВАНИЕ
По этой команде программа запрашивает:
· диапазоны изменения параметров A и B, для которых будут просчитаны величины ошибок e1, e2 как функции времени;
· время регулирования t (не более 50).
Если студент задал конкретное значение времени регулирования, то будет искаться минимум по ошибкам e1 и e2, а если вместо задания времени регулирования студент нажал [Esc], то будет искаться также и минимум по времени.
Качество процеса оценивается по трем критериям:
1) интеграл от модуля ошибки I1;
2) интеграл от квадрата ошибки I2;
3) время регулирования t.
Предварительно вычисляются корни характеристического уравнения замкнутой системы, и процесс строится только для устойчивых систем (устойчивость берется с некоторым запасом). Время регулирования оценивается по корням, но ограничивается сверху по условиям точности интегрирования.
Перебор значения параметров производится в следующем порядке: при заданном значении A перебираются все значения В.
Счет можно прервать, нажав [Esc].
После завершения счета на экране выдается значение о числе просчитанных вариантов, если счет был прерван, то сообщается, на каком варианте. Далее выдается наилучший вариант по каждому из критериев.
3 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Отчет о выполнении лабораторной работы должен содержать:
1. Исходные данные.
2. Структурную схему исследуемой САУ.
3. Расчет передаточной функции эквивалентного объекта в системе несвязанного регулирования, а также комплексного коэффициента связанности.
4. Расчет передаточных функции компенсаторов Q12(p) и Q21(p).
5. Графики переходных процессов в системе неавтономного и автономного управления.
6. Анализ результатов: вывод о качестве управления двухсвязным объектом при различных вариантах регулирования.
4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какой объект относится к многосвязным объектам?
2. Назовите методы автоматизации многосвязных объектов.
3. Для чего используется комплексный коэффициент связанности? Способы его вычисления и пределы определения.
4. В чем заключается сущность принципа автономности?
5. В чем заключается принцип инвариантности?
6. Сформулируйте условия физической реализуемости и технической реализации приближенной автономности.
Таблица 1 – Значения параметров передаточных функций двухсвязного объекта
№ варианта | Передаточная функция объекта | Параметры передаточных функций двухсвязного объекта и время запаздывания | ||||||
K | a0 | a1 | b0 | b1 | b2 | t | ||
1. | W11(p) | 4,8 | 0,8 | |||||
W21(p) | 5,3 | 0,2 | ||||||
W12(p) | 2,8 | 3,7 | 0,3 | |||||
W22(p) | 1,6 | 3,2 | 0,1 | |||||
2. | W11(p) | 3,1 | 0,1 | |||||
W21(p) | 5,4 | 0,3 | ||||||
W12(p) | 5,4 | 0,2 | ||||||
W22(p) | 3,3 | 0,4 | ||||||
3. | W11(p) | 0,2 | ||||||
W21(p) | 4,4 | 0,1 | ||||||
W12(p) | 6,4 | 0,1 | ||||||
W22(p) | 3,5 | 0,3 | ||||||
4. | W11(p) | 2,2 | 0,3 | |||||
W21(p) | 2,4 | 3,6 | 0,5 | |||||
W12(p) | 1,7 | 0,3 | ||||||
W22(p) | 2,2 | 0,2 | ||||||
5. | W11(p) | 3,2 | 0,4 | |||||
W21(p) | 3,1 | 3,6 | 0,4 | |||||
W12(p) | 1,7 | 0,4 | ||||||
W22(p) | 2,5 | 0,5 | ||||||
6. | W11(p) | 4,1 | 0,2 | |||||
W21(p) | 1,2 | 3,3 | 0,3 | |||||
W12(p) | 2,8 | 0,4 | ||||||
W22(p) | 2,3 | 0,5 | ||||||
7. | W11(p) | 5,3 | 0,2 | |||||
W21(p) | 6,1 | 0,1 | ||||||
W12(p) | 6,2 | 0,4 | ||||||
W22(p) | 5,5 | 0,5 | ||||||
8. | W11(p) | 5,5 | 0,2 | |||||
W21(p) | 6,3 | 0,2 | ||||||
W12(p) | 6,4 | 0,2 | ||||||
W22(p) | 5,7 | 0,2 | ||||||
9. | W11(p) | 2,3 | 0,1 | |||||
W21(p) | 3,7 | 0,3 | ||||||
W12(p) | 1,8 | 0,2 | ||||||
W22(p) | 2,3 | 0,4 | ||||||
10. | W11(p) | 1,3 | 4,2 | 0,6 | ||||
W21(p) | 1,2 | 7,7 | 0,7 | |||||
W12(p) | 1,4 | 4,1 | 0,3 | |||||
W22(p) | 1,2 | 6,6 | 0,5 | |||||
11. | W11(p) | 4,6 | ||||||
W21(p) | 2,5 | 8,4 | 0,3 | |||||
W12(p) | 2,3 | 5,3 | 0,2 | |||||
W22(p) | 2,8 | 9,4 | ||||||
12. | W11(p) | 3,1 | 3,2 | 0,1 | ||||
W21(p) | 3,4 | 3,5 | 0,3 | |||||
W12(p) | 3,2 | 3,3 | 0,3 | |||||
W22(p) | 3,6 | 3,7 | 0,3 | |||||
13. | W11(p) | 3,1 | 4,2 | 0,4 | ||||
W21(p) | 2,4 | 4,6 | 0,2 | |||||
W12(p) | 2,4 | 4,4 | 0,2 | |||||
W22(p) | 1,7 | 4,8 | 0,1 | |||||
14. | W11(p) | 1,1 | 1,2 | 0,3 | ||||
W21(p) | 1,2 | 1,4 | ||||||
W12(p) | 1,3 | 0,4 | ||||||
W22(p) | 1,4 | 1,5 | 0,2 | |||||
15. | W11(p) | 1,32 | 0,4 | |||||
W21(p) | 1,1 | 1,45 | 0,2 | |||||
W12(p) | 1,1 | 1,65 | 0,1 | |||||
W22(p) | 0,8 | 1,47 | 0,4 |
Таблица 2 – Значения параметров передаточных функций регуляторов непрерывного действия
№ варианта | Передаточная функция регулятора | Параметры передаточных функций регулятора | ||
K1 | K2 | K3 | ||
1. | R11(p) | |||
R22(p) | ||||
2. | R11(p) | 4,1 | 8,5 | |
R22(p) | 7,3 | 8,4 | ||
3. | R11(p) | 2,08 | 3,59 | |
R22(p) | 2,1 | 4,3 | ||
4. | R11(p) | 2,5 | 5,45 | |
R22(p) | 2,1 | 5,91 | ||
5. | R11(p) | 3,9 | 6,15 | |
R22(p) | 4,1 | 4,32 | ||
6. | R11(p) | 3,2 | 9,2 | |
R22(p) | 3,2 | 3,9 | ||
7. | R11(p) | 2,8 | 7,6 | |
R22(p) | 5,2 | 6,4 | ||
8. | R11(p) | 7,8 | ||
R22(p) | 3,4 | 9,8 | ||
9. | R11(p) | 1,7 | 6,7 | |
R22(p) | 2,3 | 4,5 | ||
10. | R11(p) | 2,5 | 2,5 | |
R22(p) | 4,1 | 4,6 | ||
11. | R11(p) | 1,5 | 5,9 | |
R22(p) | 2,3 | 8,2 | ||
12. | R11(p) | 1,1 | ||
R22(p) | 1,7 | 2,8 | ||
13. | R11(p) | 1,1 | ||
R22(p) | 1,5 | 4,5 | ||
14. | R11(p) | 0,6 | ||
R22(p) | 0,6 | 2,7 | ||
15. | R11(p) | 0,7 | ||
R22(p) | 1,1 | 2,8 |
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Автоматическое управление в химической промышленности / Е.Г. Дудников, А.В. Казаков, Ю.Н. Софиева и др. – М.: Химия, 1987. – 368 с.
2. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука, 1975.
3. Дорф Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп – М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. – 832 с.: ил.
4. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. Учебник для втузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1973. – 607 с.
5. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы: элементы теории, методы расчёта и справочный материал: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982. – 504 с.
6. Ротач В.Я. Расчёт динамики промышленных автоматических систем регулирования. – М.: Энергия, 1973. – 440 с.
7. Сазонов Г.Г. Основы теории автоматического управления.: ТАУ (для неспециалистов). – М,2002. – 98 с.
8. Теория автоматического управления. Учебник для вузов/ Под ред. Ю.М. Соломенцева. 3-е изд. – М.: Высш. школа, 2000. – 268 с.
9. Теория автоматического управления: Учеб. пособие для втузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2 ч. Ч.1./Н.А. Бабаков, А.А. Воронов. Под ред. А.А. Воронова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1986.
10. Теория автоматического управления: Учебник для студентов, специализирующихся по автоматике и телемеханике, вычислит. и информ. измерит. технике./ Л.С. Гольдфарб, А.В. Балтрушевич и др. Под ред. д-ра техн. наук, проф. А.В. Нетушила. – 2-е изд. доп. и перераб. – М.: Высш. школа, 1976. – 400 с.: ил.
11. Трофимов А.И. и др. Методы теории автоматического управления, ориентированные на применение ЭВМ. Линейные, стационарные и нестационарные модели: Учебник для вузов./ А.И. Тофимов, А.Н. Дмитриев: Под ред. К.А. Пункова. – М.: Энергоатомиздат, 1997. – 656 с.: с ил.