 |
Моделирование системы управления
|
|
|
|
С ПД-регулятором и с ПИД-регулятором
П- и ПИ-регуляторы не могут упреждать ожидаемое отклонение регулируемой величины, реагируя только на уже имеющееся отклонение. Возникает необходимость в регуляторе, который вырабатывал бы дополнительное регулирующее воздействие, пропорциональное скорости отклонения регулируемой величины от заданного значения:
,
где 
- параметр настройки дифференциального регулятора.
Такое регулирующее воздействие используется в дифференциальных и ПИД- регуляторах.
ПИД-регуляторы воздействуют на объект пропорционально отклонению ε регулируемой величины, интегралу от этого отклонения и скорости изменения регулируемой величины:
.
По возможностям ПИД-регуляторы являются универсальными. Используя их, можно получить любой закон регулирования. Структурная схема идеального ПИД-регулятора приведена на рисунке 7.
Рис. 7
При скачкообразном изменении регулируемой величины ПИД-регулятор в начальный момент времени оказывает мгновенное бесконечно большое воздействие на объект регулирования, затем величина воздействия резко падает до значения, определяемого пропорциональной составляющей, после чего постепенно начинает оказывать влияние интегральная составляющая регулятора. Переходной процесс при этом (рис. 8) имеет минимальные отклонения по амплитуде и по времени.
Рис. 8
Параметрами настройки ПИД-регуляторов являются коэффициент пропорциональности регулятора kp, постоянная времени интегрирования Ти и постоянная времени дифференцирования Тд.
Моделирование системы управления с ПД-регулятором в среде Vissim можно произвести следующим образом (рис. 9):
Рис.9
|
|
|
Моделирование системы управления с ПИД-регулятором в среде Vissim можно произвести следующим образом (рис. 10):
Рис. 10
Создание блоков в Vissim
Большие программы и схемы очень громоздки, поэтому можно объединять ряд блоков в один блок. Для этого нужно выделить указателем мыши все нужные элементы и выбрать опцию: Edit – Create Compound Block…
Однако перед тем, как объединять регуляторы в блоки, нужно вынести наружу их настроечные параметры (коэффициент передачи, время изодрома и время дифференцирования). Для этого сигналы с этих параметров нужно подавать на регуляторы не напрямую, а через усилительный блок gain с коэффициентом усиления, равным единице (рис. 11).
Рис. 11
Затем необходимо по очереди объединять регуляторы в соответствующие блоки, но при объединении не захватывать настроечные параметры. Схема после этого примет вид (рис.12):
Рис. 12
Наконец, можно объединить в отдельный блок все три регулятора, а также создать блок для объекта управления, состоящего из звена чистого запаздывания и инерционного звена первого порядка (рис. 13).
Рис. 13
Порядок выполнения работы
1. Изучить теоретическое введение. Особенное внимание обратить на пояснение принципа действия различных видов регуляторов и на переходные процессы, имеющие место в системах с этими регуляторами.
2. Смоделировать последовательно все рассмотренные схемы со всеми регуляторами (рис. 3, 6, 9, 10, 11, 12) в соответствии с вариантом представленным в таблице 1.
3. Посмотреть, как влияет изменение параметров настройки различных регуляторов на вид переходного процесса в системе. Сделать вывод о достоинствах и недостатках каждого регулятора. Определить наилучший регулятор с наилучшими настройками.
Таблица 1 - Варианты
| Вариант | Время запаздывания | kp | Ти | Тд |
|
|
|
|
|
|
