Методика настройки параметров регулятора

Для настройки параметров регулятора (1), обеспечивающего наименьшие значения показателей качества , ,  можно воспользоваться следующей методикой.

1. Задается допустимая область  изменения параметров: , .

2. Определяется коэффициент  из условия заданной точности  в установившемся режиме для выбранного входного воздействия.

3. Определяется область  устойчивости по коэффициентам , .

4. При фиксированных коэффициентах  и  ( ) в пересечении областей  осуществляется изменение коэффициента  так, чтобы по результатам моделирования снизились показатели качества , .

5. Увеличивается и фиксируется коэффициент , и выполняется п.4.

6. Если желаемые показатели качества ,  не достигнуты, то увеличивается коэффициент  и осуществляется переход к п. 3, в противном случае, настройка коэффициентов заканчивается.

Расчетная часть

В качестве обобщенного ОУ (рис. 9) рассмотрим последовательно соединенные усилитель мощности и двигатель постоянного тока с независимым возбуждением и якорным управлением, охваченные обратной связью с помощью тахогенератора с коэффициентом передачи , а также редуктор и нагрузку. При этом в зависимости от вида передаточной функции  выходной координатой  может быть угловая скорость  или угол  поворота вала редуктора, жестко связанного с инерционной нагрузкой.

Пренебрегая индуктивностью якоря, нелинейностями характеристик двигателя, редуктора и усилителя мощности, передаточные функции ОУ в соответствии с рис. 1 можно представить в виде

                        , ,

Рис. 9

где

             , ,

 – передаточная функция усилителя мощности; ,  – передаточные функции двигателя по скорости с учетом редуктора и инерционной нагрузки;  – коэффициент передачи редуктора.

С учетом инерционности усилителя мощности, его передаточная функция имеет вид

                                               ,

где  – постоянная времени,  – коэффициент усиления.

Соответственно полагаем

                               , ,

где  – постоянная времени двигателя,  и  – коэффициенты передачи двигателя по напряжению и моменту нагрузки соответственно.

В качестве исходной системы и ее параметров используется один из вариантов, приведенный в таблицах 1,2, который задается преподавателям.

Таблица 1. Система стабилизации скорости: ,

№	Усилитель		Двигатель			Тахо­генератор	Редуктор	Команда	Возмущение
		, с	, (Вс)-1	, (Нмс)-1	, с	, Вс		, с-1	, Нм
1	10	0,05	0,1	10-3	1	0	0,2	1	103
2	10	0,04	0,12	10-3	1	0	0,2	1	103
3	20	0,03	0,13	10-3	0,5	0	0,1	2	103
4	20	0,02	0,14	10-3	0,6	0,8	0,1	2	103
5	20	0,01	0,15	10-3	0,7	0,8	0,1	2	103

Таблица 2. Следящая система по углу: ,

№	Усилитель		Двигатель			Тахо­генератор	Редуктор	Команда	Возмущение
		, с	, (Вс)-1	, (Нмс)-1	, с	, Вс		, с-1	, Нм
		,
1	10	0,05	0,1	10-3	1	0	0,2	1	103
2	10	0,04	0,12	10-3	1	0	0,2	1	103
3	20	0,03	0,13	10-3	0,5	0	0,1	2	103
4	20	0,02	0,14	10-3	0,6	0,8	0,1	2	103
5	20	0,01	0,15	10-3	0,7	0,8	0,1	2	103

Расчет установившейся ошибки

1. Для заданного варианта системы определить передаточную функцию разомкнутой системы .

2. Определить выражение установившейся ошибки  по командному сигналу (с помощью формул (10), (11)) и возмущению для различных законов управления и занести в таблицу 3. Сделать вывод о достижимой точности системы.

Таблица 3. Установившаяся ошибка по команде

№	Наименование регулятора		Установившаяся ошибка
			по	по
1	Пропорциональный (П)
4	Пропорционально-дифференциальный (ПД)
5	Пропорционально-интегральный (ПИ)
6	Пропорционально-интегро-дифференциальный (ПИД)