Система автоматического регулирования

Рисунок 14. Определение запасов устойчивости по фазе и амплитуде.

Запас устойчивости по фазе 5⁰, запас устойчивости по амплитуде 1,что составляет 10 дБ

 

5 Оценка качества САР

 

Понятие качество линейной САР объединяет точность слежения за задающими сигналом и подавления возмущений, а также быстродействие.

Качество  САР оценивается прямыми и (или) косвенными показателями переходного  и установившегося режимов.

Косвенные показатели - это запасы устойчивости САР по фазе и амплитуде и порядок астатизма. Для статических систем следует назвать и коэффициент усиления контура. Существует и множество других косвенных показателей качества [1]

Прямые  показатели качества разделяются на показатели переходного режима – это время регулирования I и перерегулирования а %, и показатели установившегося режима: коэффициенты ошибок по положению с₀, по скорости с₁ и по ускорению с₂.

 

5.1 Показатели качества переходного  режима

 

Показатели  качества переходного режима определяются по переходной характеристике САР. Для  САР по рис. Х определены 1=1,45 сек  и а=2 % (это относительное превышение первого максимума переходной функции  над ее установившимся значением).

 

5.2 Показатели качества установившегося  режима

 

Коэффициенты  ошибок характеризуют точность работы САР в установившемся режиме. Для  статической САР хорошего качества величина Ср должна находиться в пределах 0,01 – 0,1, для астатических САР с₀=0. Коэффициенты с₁ и с₂ характеризуют скорости изменения сигнала задания, при которых ошибка слежения мала. Другими словами, эти коэффициенты характеризуют быстродействие САР в установившемся режиме работы и поэтому их величины напрямую не регламентируются.

С помощью  VisSim нетрудно непосредственно определять установившееся значение ошибки регулирования при степенном воздействии, которое и равно коэффициенту ошибки [8]. Для этого нужно подключить выход первого сумматора, сумматора главного контура управления, к осциллографу. При ступенчатом воздействии установившееся значение ошибки – это коэффициент с₀, при линейно растущем воздействии (если с₀= 0) – это коэффициент с₁.

Поскольку оптимизированная САР является астатической, то ее коэффициент  ошибки с₀=0. Это косвенно видно по рис.Х. Для определения коэффициента ошибки по скорости с₁ к входу САР нужно подключить генератор линейно растущего сигнала (ramp) – Blocks – Signal Producer – ramp. Установившееся значение сигнала ошибки равно величине с₁.

Для определения  t_р (время регулирования), G- коэффициента перерегулирования и С₀ - коэффициента ошибки по положению собираем схему (смотри рис.15)

 

Рисунок 15. Схема для определения коэффициентов  t_р, G, С_0.

 

По схеме  определяем С₀=0,995521;  t_р=4с ; G=0,5/45=0,01.

Для определения  С₁ (коэффициента изменения скорости сигнала задания) собираем следующую схему (смотри рис.16).

Рисунок 16. Схема определения коэффициента С₁.

По схеме  определяем С₁= 9.96198

Для определения  С₂ (коэффициента ошибки по ускорению) собираем схему (смотри рис.17)

 

 

Рисунок 17.  Схема определения коэффициента С₂.

По схеме  определяем С₂=69.747.

 

6 Заключение.

 

В данной курсовой работе были разработаны и спроектированы системы автоматического регулирования  частоты вращения газотурбинного двигателя, а также записаны передаточные функции  элементов системы управления и  составлены их структурные схемы. Определены передаточные функции разомкнутой  и замкнутой системы регулирования.

Оценена устойчивость разомкнутой и замкнутой системы, используя критерий Найквиста, данная система устойчива как в разомкнутом, так и в замкнутом состоянии, они составили по фазе 5⁰ и по амплитуде 10 дБ.

 Определены  запасы устойчивости по амплитуде  и фазе, в замкнутой САР   они составили 40дБ по амплитуде  и 24дБ по фазе, в разомкнутой  - САР 38 дБ по амплитуде и  28 дБ по фазе.

Построены ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной разомкнутой системы. Нарисованы структурные схемы системы  с корректирующими звеньями.

Были определены показатели качества. Они составили:

Время регулирования  t_р=4 с- это время оказалось несколько выше определенным в задании (t_р=3 с);

Коэффициент перерегулирования G=0,01 (по заданию G=30);

Коэффициент ошибки по отклонению C₀=0,995521;

Коэффициент ошибки по скорости C₁=9.96198;

Коэффициент ошибки по ускорению С₂=69.747.

Цели, поставленные мной в курсовом проекте, считаю выполненными. 

7 Список литературы

 

1. А.С.Клюев, Б.В. Глазов, М.Б. Миндин, С.А. Клюев «Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля» - 3-е издание перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 432 с.
2. В.Ю. Шишмарев «Автоматика» - М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 288 с.
3. Б.И. Горошков «Автоматическое управление». – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 304 с.