Сравнение результатов аналитической настройки автоматических систем регулирования.

Для выполнения поставленной задачи студентам выдается полное программное обеспечение для расчета оптимальных значений параметров ПИ- и ПИД-регуляторов численными алгоритмами оптимизации деформируемого многогранника Нелдера и Мида и модифицируемого генетического алгоритма. Описание алгоритмов и руководство по проведению расчетов на тестовых примерах приведено в приложении. Коды программ с решением тестовых задач приведены в «Описании программ Opt и MGA». Текст описания прилагается в приложении.

В практическом занятии предлагается найти оптимальные параметры ПИ- и ПИД-регуляторов для  объекта регулирования, коэффициенты дифференциального уравнения которого заданы в варианте расчетного задания.

Для сравнения результатов расчетов практического занятия и расчетного задания требуется определить параметры регуляторов в расчетном задании. Для этого следует иметь результаты расчетов оптимальных параметров, найденных с использованием расширенных КЧХ.

Занятие 7. 

1. Изучить принципы работы алгоритмов решения одноэкстремальных (метода Нелдера и Мида) и многоэкстремальных (модифицированным генетическим алгоритмом) задач оптимизации [7.5].

2. Изучить принцип формирования функций штрафа в целевых функциях оптимизируемых задач.

3. Настроить и произвести решение тестовых задач программами Opt и MGA. используются параметры объекта регулирования варианта расчетного задания.

4. Изучить влияние функций штрафа на результаты оптимизации численными алгоритмами.

5. Написать и отладить программу реализации функции обращения к программе оптимизации для решения задачи определения оптимальных параметров регуляторов для заданного в расчетном задании объекте регулирования.

6. Написать и отладить программы функций расчетов показателей качества работы регуляторов (переходных процессов, интегральных показателей качества регулирования и амплитудно-частотной характеристики.

Занятие 8.

1. По отлаженным на занятии 7 программам произвести комплекс расчетов параметров регуляторов для варианта расчетного задания.

1.1. Ввести в программу коэффициентов дифференциального уравнения из исходных данных расчетного задания,

1.2. С использованием одной из программ Opt или MGA найти оптимальные параметры ПИ- и ПИД-регулятора для заданного значения показателя колебательности   М = 1,55 для трех интегральных показателей качества регулирования.

1.3. На одних осях построить графики переходных процессов для трех найденных значений параметров регуляторов, а также четвертый процесс для их значений, полученных в расчетном задании.

1.4. На одних осях построить график линии заданного запаса устойчивости по корневому показателю m из расчетного задания и точки значений параметров, найденных численными методами.

1.5. Рассчитать и на одних осях построить графики АЧХ и определить значения показателей колебательности М для всех исследованных режимов.

2. Подготовить материал и создать электронную версию отчета по заданию.