Способ.

Двухконтурные схемы.

 

Задача :найти оптимальные параметры настройки регуляторов для того, чтобы обеспечить y(t) – const,

Примером применения данной схемы может быть:

· регулятор температуры перегретого пара,

· регулятор топлива на прямоточные котлы,

· регулятор температуры промышленного пара.

Существует несколько методов расчета оптимальных параметров настройки регуляторов, здесь рассмотрим два из них.

 

Если инерционность каналов различна , то данную схему можно разложить на два отдельных контура, и рассматривать как две одноконтурные системы.

Таким образом, схема преобразуется к виду изображённому на рис.12.

1. шаг. Настройка внутреннего контура.

Принимаем допущение, что W_д=1 и внешний контур разорван, тогда задача сводится к определению К_р и Т_и в одноконтурной схеме с ПИ регулятором.

Расчет производим Экспериментальным методом настройки,которыйзаключается в том, чтопараметры настройки регуляторов мы ищем путем последовательного определения К_р и Т_и на линии запаса устойчивости и определяя их оптимальное значение по переходным функциям.

1. Берем Т_и > Т_{и опт}, при условии, что Т_и=const, получаем переходные процессы при К_р1,К_р2, К_р3. Выбираем К_р2 т.к. при данном параметре наилучший получаем переходный процесс изображенный на рис.13.

2. Движемся вверх по кривой запаса устойчивости при К_р= const Т_и уменьшаем до тех пор пока не уберем апериодическую составляющую, выходим на другую линию запаса устойчивости.

3. Т_и=const, К_р уменьшаем, что бы уменьшить колебательную составляющую, т.е. до заданного запаса устойчивости. Таким образом получили параметры настройки регулятора.

2 шаг. Рассчитываем параметры настройки дифференциатора.

Расчет производиманалитическим методом. Схему преобразовываем к виду изображенному на рис.14

W_экв.р==

При выполнении допущения, что К_р×К₁>>1 т.е. резонансные частоты внутреннего и внешнего контура должны быть различны (w_{р.внутр.}>>w_{р.внешн.}), тогда , то получаем, что W_экв.р==,следовательно К_р.экв=, Т_и.экв=Т_¶

4. Если условие существенной разницы частот внутреннего и внешнего контура не выполняется, то контуры нельзя рассматривать не связными, т.е. как две отдельные одноконтурные подсистемы .В этом случае необходимо на каждом этапе проводить уточнение с учетом взаимного влияния, итерационным путем.

2.1.3.

Каскадная схема (вложенная).

Схема каскадной АСР изображена на рисунке 15.

Методика настройки параметров регуляторов.(аналитическим методом)

 

1. этап. Настройка внутреннего контура.

Для наглядности представляем данную схему в следующем виде (см. рис.16).

На данном этапе мы находим оптимальные параметры настройки первого, стабилизирующего регулятора, для этого рассматривается одноконтурная схема (см. рис.17),

следовательно, параметры регулятора находятся одним из способов представленных в разделе “одноконтурные схемы”.

W_p1{k_p,T_и}.

2. этап. Параметрическая настройка внешнего контура

После того как нашли параметры стабилизирующего регулятора переходим к параметрической настройки внешнего контура , отрабатывающего внешнее возмущение. Для расчета параметров настройки второго , корректирующего регулятора необходимо схему представить в следующем виде (см. рис.18)

W_экв=, если принять, что выражение , таким образом задача сводится к уже известной, а именно нахождение оптимальных параметров в одноконтурной схеме, решение которой представлено в разделе «одноконтурные схемы».

В результате получаем оптимальные параметры настройки стабилизирующего и корректирующего регуляторов.