საკონტროლო სისტემის სტრუქტურული სქემის დაზუსტება მისი ელემენტებისა და პარამეტრების შერჩევისა და გაანგარიშებისათვის. სისტემის ან მისი ცალკეული ნაწილების ექსპერიმენტული შესწავლა ლაბორატორიულ პირობებში და შესაბამისი კორექტივების დანერგვა მის სქემასა და დიზაინში. რეგულირების სისტემის დიზაინი და დამზადება. სისტემის მორგება რეალურ სამუშაო პირობებში, საცდელი ფუნქციონირება.

გააზიარეთ თქვენი ნამუშევარი სოციალურ მედიაში

თუ ეს ნამუშევარი არ მოგეწონათ გვერდის ბოლოში არის მსგავსი ნამუშევრების სია. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ძებნის ღილაკი

ლექცია ნომერი 6 ავტომატური მართვის სისტემების სინთეზი

ACS-ის სინთეზი - ACS-ის სტრუქტურისა და პარამეტრების, საწყისი პირობების და შეყვანის მოქმედებების არჩევა საჭირო ხარისხის მაჩვენებლებისა და სამუშაო პირობების შესაბამისად.

ACS დიზაინი მოიცავს შემდეგ ეტაპებს:

1. რეგულირების ობიექტის კვლევა: მათემატიკური მოდელის შედგენა, ობიექტის პარამეტრების, მახასიათებლებისა და მუშაობის პირობების დადგენა.
2. ATS-ის მოთხოვნების ფორმულირება.
3. კონტროლის პრინციპის შერჩევა; ფუნქციური სტრუქტურის განსაზღვრა (ტექნიკური სინთეზი).
4. კონტროლის სქემის ელემენტების არჩევანი სტატიკური, დინამიური, ენერგეტიკული, ოპერატიული და სხვა მოთხოვნების გათვალისწინებით და მათი კოორდინაცია ერთმანეთთან სტატიკური და ენერგეტიკული მახასიათებლების მიხედვით (პროცედურა არ არის ფორმალიზებული - საინჟინრო კრეატიულობა).
5. ალგორითმული სტრუქტურის განსაზღვრა (თეორიული სინთეზი) ხორციელდება მათემატიკური მეთოდების გამოყენებით და მკაფიო მათემატიკური ფორმით დაწერილი მოთხოვნების საფუძველზე. რეგულირების კანონების განსაზღვრა და გაანგარიშება მაკორექტირებელი მოწყობილობების, რომლებიც უზრუნველყოფენ მითითებულ მოთხოვნებს.
6. რეგულირების სისტემის სტრუქტურული სქემის დაზუსტება, მისი ელემენტებისა და პარამეტრების შერჩევა და გამოთვლა.
7. სისტემის (ან მისი ცალკეული ნაწილების) ექსპერიმენტული შესწავლა ლაბორატორიულ პირობებში და შესაბამისი კორექტივების დანერგვა მის სქემასა და დიზაინში.
8. რეგულირების სისტემის დიზაინი და დამზადება.
9. სისტემის მორგება რეალურ სამუშაო პირობებში (საცდელი ოპერაცია).

ACS-ის დიზაინი იწყება საკონტროლო ობიექტისა და ძირითადი ფუნქციონალური ელემენტების არჩევით (გამაძლიერებლები, აქტუატორები და ა.შ.), ანუ ვითარდება სისტემის დენის ნაწილი.

სისტემის მითითებული სტატიკური და დინამიური მახასიათებლები უზრუნველყოფილია ელექტროსადგურის სტრუქტურისა და პარამეტრების შესაბამისი არჩევანით, სპეციალური მაკორექტირებელი მოწყობილობებით და მთლიანად ACS-ით.

მაკორექტირებელი მოწყობილობების დანიშვნა: უზრუნველყოს სისტემის საჭირო სიზუსტე და მიიღოს გარდამავალი პროცესის მისაღები ხასიათი.

სისტემაში შეყვანილია მაკორექტირებელი ლინკები სხვადასხვა გზები: თანმიმდევრული, ადგილობრივი OOS, პირდაპირი პარალელური კავშირი, გარე (საკონტროლო მარყუჟის გარეთ) კომპენსირებადი მოწყობილობები, მთელი ACS სტაბილიზატორი OOS-ის დაფარვა, არაერთჯერადი ძირითადი გამოხმაურება.

DC ელექტრული კორექტირების მოწყობილობების სახეები: აქტიური და პასიური DC ოთხპოლუსიანი ქსელები, დიფერენცირების ტრანსფორმატორები, DC ტაქოგენერატორები, ტაქომეტრიული ხიდები და ა.შ.

დანიშვნით მაკორექტირებელი მოწყობილობები კლასიფიცირდება:

1. სტაბილიზირება - ACS-ის სტაბილურობის უზრუნველყოფა და მათი სტატიკური და დინამიური მახასიათებლების გაუმჯობესება;
2. კომპენსირება - ACS-ის აგებისას სტატიკური და დინამიური შეცდომების შემცირება კომბინირებული პრინციპით;
3. FILTERING - სისტემების ხმაურის იმუნიტეტის გაზრდა, მაგალითად, უფრო მაღალი ჰარმონიების ფილტრაცია წინა არხის სიგნალის დემოდულაციის დროს;
4. SPECIALIZED - სისტემას მისცეს სპეციალური თვისებები, რომლებიც აუმჯობესებს სისტემის ხარისხს.

ACS შეიძლება აშენდეს შემდეგი სტრუქტურული სქემების მიხედვით:

1. სერიული მაკორექტირებელი სქემით.

გამაძლიერებელ Y-ს უნდა ჰქონდეს შეყვანის დიდი წინაღობა, რათა არ მოხდეს მაკორექტირებელი მიკროსქემის გამომავალი გვერდის ავლით.

იგი გამოიყენება შეყვანის მოქმედებების ნელა შეცვლის შემთხვევაში, რადგან დიდი შეუსაბამობებით, გაჯერება ხდება რეალურ არაწრფივ ელემენტებში, ათვლის სიხშირე მიდის მარცხნივ და სისტემა ნელა ტოვებს გაჯერების მდგომარეობას.

სურ. 1.

სერიული კორექტირება ხშირად გამოიყენება სტაბილიზაციის სისტემებში ან მარყუჟის კორექტირებისთვის მაკორექტირებელი გამოხმაურებით.

მცირდება.

1. ანტიპარალელური კორექტირების ჯაჭვით.

ნახ. 2.

ის შედის შეყვანაში სხვაობის სახით და ღრმად არ გაჯერებულია.

1. სერიულ-პარალელური კორექტირების სქემით.

სურ. 3.

1. კომბინირებული კორექტირების ჯაჭვებით.

მონური კონტროლის ACS-ის სინთეზი ორი ან მეტი მარყუჟით ხორციელდება მარყუჟების თანმიმდევრული ოპტიმიზაციის გზით, დაწყებული შიდადან.

სისტემების გაანგარიშება დაყოფილია 2 ეტაპად:სტატიკური და დინამიური.

სტატიკური გაანგარიშებამოიცავს მის მთავარ წრეში შემავალი სისტემის ძირითადი რგოლების არჩევას, ამ უკანასკნელის სტრუქტურული სქემის შედგენას და სისტემის ძირითადი ელემენტების პარამეტრების განსაზღვრას (მომატების ფაქტორები, რომლებიც უზრუნველყოფენ საჭირო სიზუსტეს, ყველა ელემენტის დროის მუდმივობას, მექანიზმს. კოეფიციენტები, ინდივიდუალური ბმულების გადაცემის ფუნქციები, ძრავის სიმძლავრე). გარდა ამისა, ეს მოიცავს მაგნიტური და ნახევარგამტარული გამაძლიერებლებიდა ტრანზისტორი ან ტირისტორის გადამყვანების, ძრავების, სენსორული ელემენტების და სხვათა არჩევანი დამხმარე მოწყობილობებისისტემები, ისევე როგორც სიზუსტის გაანგარიშება სტაბილურ მდგომარეობაში მუშაობისას და სისტემის მგრძნობელობა.

დინამიური გაანგარიშებამოიცავს დროებითი პროცესის სტაბილურობასა და ხარისხთან დაკავშირებულ საკითხთა დიდ კომპლექსს (სიჩქარე, შესრულების მახასიათებლები და სისტემის დინამიური სიზუსტე). გაანგარიშებისას ირჩევა მაკორექტირებელი სქემები, განისაზღვრება მათი ჩართვის ადგილები და ამ უკანასკნელის პარამეტრები. გარდამავალი პროცესის მრუდის გამოთვლა ან სისტემის მოდელირება ასევე ხორციელდება მიღებული ხარისხის მაჩვენებლების გარკვევისა და ზოგიერთი არაწრფივიობის გათვალისწინების მიზნით.

პლატფორმები, რომლებზეც აგებულია სტაბილიზაციის ალგორითმები:

1. კლასიკური (დიფერენციალური განტოლებები - დროისა და სიხშირის მეთოდები);
2. ბუნდოვანი ლოგიკა;
3. Ნეირონული ქსელები;
4. გენეტიკური და ჭიანჭველების ალგორითმები.

რეგულატორის სინთეზის მეთოდები:

1. კლასიკური სქემა;
2. PID - რეგულატორები;
3. ბოძების განლაგების მეთოდი;
4. LFC მეთოდი;
5. კომბინირებული კონტროლი;
6. ბევრი სტაბილიზაციის რეგულატორი.

კლასიკური კონტროლერის სინთეზი

ობიექტის კონტროლის კლასიკური ბლოკ-სქემა ნაჩვენებია ნახ. 1. როგორც წესი, რეგულატორი ჩართულია ობიექტის წინ.

ბრინჯი. 1. ობიექტის მართვის კლასიკური ბლოკ-სქემა

საკონტროლო სისტემის ამოცანაა გარე დარღვევების მოქმედების ჩახშობა და მაღალი ხარისხის გარდამავალი ცვლილებების უზრუნველყოფა. ეს მიზნები ხშირად ურთიერთგამომრიცხავია. სინამდვილეში, ჩვენ გვჭირდება სისტემის სტაბილიზაცია ისე, რომ მას ჰქონდეს გადაცემის საჭირო ფუნქციები საცნობარო მოქმედებისთვის და დარღვევის არხისთვის:

, .

ამისთვის შეგვიძლია გამოვიყენოთ მხოლოდ ერთი რეგულატორი, ამიტომ ასეთ სისტემას ეწოდება თავისუფლების ერთი ხარისხის სისტემა.

ეს ორი გადაცემის ფუნქცია დაკავშირებულია თანასწორობით

ამიტომ გადაცემის ერთ-ერთი ფუნქციის შეცვლით ავტომატურად ვცვლით მეორეს. ამრიგად, ისინი დამოუკიდებლად ვერ ჩამოყალიბდებიან და გამოსავალი ყოველთვის იქნება რაიმე სახის კომპრომისი.

ვნახოთ, შეუძლია თუ არა ასეთ სისტემას ნულოვანი შეცდომა, ანუ შეყვანის სიგნალის აბსოლუტურად ზუსტი თვალყურის დევნება. გადაცემის ფუნქცია შეცდომით ტოლია

Შეცდომის დაშვებაყოველთვის იყო ნული, ეს გადაცემის ფუნქცია უნდა იყოს ნული. ვინაიდან მისი მრიცხველი არ არის ნული, მაშინვე მივიღებთ, რომ მნიშვნელი უნდა წავიდეს უსასრულობამდე. ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ მარეგულირებელზე გავლენის მოხდენა, ამიტომ მივიღებთ მას. ამრიგად,შეცდომის შესამცირებლად გჭირდებათ

გაზარდოს რეგულატორის მოგება.

თუმცა, თქვენ არ შეგიძლიათ გაზარდოთ მოგება განუსაზღვრელი ვადით. პირველ რიგში, ყველა რეალურ მოწყობილობას აქვს მაქსიმალური დასაშვები მნიშვნელობები შეყვანისა და გამომავალი სიგნალებისთვის. მეორეც, მარყუჟის დიდი მომატებით, ტრანზიტორების ხარისხი უარესდება, იზრდება დარღვევებისა და ხმაურის გავლენა და სისტემა შეიძლება გახდეს არასტაბილური. აქედან გამომდინარე, შეუძლებელია ნულოვანი თვალთვალის შეცდომის უზრუნველყოფა სქემაში თავისუფლების ერთი ხარისხით.

მოდით შევხედოთ პრობლემას სიხშირის მახასიათებლების თვალსაზრისით. ერთის მხრივ, საცნობარო სიგნალის ხარისხის თვალყურის დევნებისთვის, სასურველია, რომ სიხშირის პასუხი იყოს დაახლოებით 1-ის ტოლი (ამ შემთხვევაში). მეორეს მხრივ, ძლიერი სტაბილურობის თვალსაზრისით, აუცილებელია მაღალი სიხშირეების უზრუნველყოფა, სადაც სიმულაციის შეცდომა დიდია. გარდა ამისა, არეულობის გადაცემის ფუნქცია უნდა იყოს ისეთი, რომ ეს დარღვევები ჩახშობილი იყოს, იდეალურ შემთხვევაში, ჩვენ უნდა მივაწოდოთ.

კომპრომისული გადაწყვეტის არჩევისას ისინი ჩვეულებრივ მოქმედებენ შემდეგნაირად:

● დაბალზე სიხშირეები აღწევენ იმ პირობის შესრულებას, რაც უზრუნველყოფს დაბალი სიხშირის სიგნალების კარგ თვალყურს ადევნებს; ამავდროულად, ანუ დაბალი სიხშირის დარღვევები ითრგუნება;

● მაღალზე სიხშირეები ცდილობენ უზრუნველყონ ძლიერი სტაბილურობა და გაზომვის ხმაურის ჩახშობა; ამავდროულად, ანუ სისტემა რეალურად მუშაობს როგორც ღია წრე, რეგულატორი არ რეაგირებს მაღალი სიხშირის ჩარევაზე.

წრფივი უწყვეტი ACS-ის გამოთვლა მოცემული სიზუსტისთვის

სტაბილურ მდგომარეობაში მყოფი

ერთ-ერთი მთავარი მოთხოვნა, რომელსაც ACS უნდა აკმაყოფილებდეს, არის უზრუნველყოს ძირითადი (საკონტროლო) სიგნალის საჭირო რეპროდუქციის სიზუსტე მდგრად მდგომარეობაში მუშაობისას.

ასტატიზმის წესრიგი და სისტემის გადაცემის კოეფიციენტი ნაპოვნია სტაბილურ მდგომარეობაში სიზუსტის მოთხოვნების საფუძველზე.თუ სისტემის გადაცემათა კოეფიციენტი, რომელიც განისაზღვრება სტატიზმის საჭირო მნიშვნელობით და ხარისხის ფაქტორით (ასტატიკური ACS-ის შემთხვევაში), აღმოჩნდება იმდენად დიდი, რომ მნიშვნელოვნად ართულებს სისტემის უბრალოდ სტაბილიზაციასაც კი, მიზანშეწონილია გაიზარდოს. ასტატიზმის რიგი და ამით შეამცირეთ მითითებული მდგრადი მდგომარეობის შეცდომა ნულამდე, მიუხედავად სისტემის სიჩქარის თანაფარდობის მნიშვნელობისა ... შედეგად, შესაძლებელი ხდება ამ კოეფიციენტის მნიშვნელობის არჩევა მხოლოდ გარდამავალი პროცესების სტაბილურობისა და ხარისხის გათვალისწინებით.

მოდით, ACS-ის სტრუქტურული დიაგრამა შემცირდეს ფორმამდე

შემდეგ, ACS ოპერაციის კვაზი-სტაბილური მდგომარეობის რეჟიმში, შეუსაბამობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს კონვერტაციული სერიის სახით.

სადაც ისინი ასრულებენ წონის მუდმივების როლს.

ცხადია, ასეთი პროცესი შეიძლება მოხდეს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის ნელა ცვალებადი და საკმარისად გლუვი ფუნქციაა.

თუ ღია მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქციას წარმოვადგენთ სახით

შემდეგ r = 0-ისთვის

r = 1-ისთვის

r = 2-ისთვის

r = 3-ისთვის

ლოგარითმული ამპლიტუდის სიხშირის მახასიათებლების დაბალი სიხშირის ნაწილი განსაზღვრავს სისტემის სიზუსტეს ნელ-ნელა ცვალებადი საკონტროლო სიგნალების სტაბილურ მდგომარეობაში დამუშავებისას და განისაზღვრება შეცდომის სიხშირით. შეცდომის სიხშირე აღარ ახდენს მნიშვნელოვან გავლენას ACS-ის სიზუსტეზე და მათი იგნორირება შესაძლებელია პრაქტიკულ გამოთვლებში.

1. ავტომატური მართვის სისტემის მუშაობის სტაბილური რეჟიმის გამოთვლა მოცემული შეუსაბამობის (შეცდომის) კოეფიციენტების მიხედვით.

სისტემის სიზუსტე მდგრად მდგომარეობაში განისაზღვრება ღია სისტემის გადაცემის კოეფიციენტის მნიშვნელობით, რომელიც განისაზღვრება სისტემის სიზუსტის მოთხოვნების დაზუსტების ფორმის მიხედვით.

გაანგარიშება ხორციელდება შემდეგნაირად.

1. სტატიკური ATS. აქ დაყენებულია პოზიციური შეცდომის კოეფიციენტის მნიშვნელობა, რომელიც გამოიყენება დასადგენად:.

დბ

20 ლგ ც

ω, s -1

1. 1-ლი რიგის ASTATIC SYSTEMS.

ამ შემთხვევაში დგინდება კოეფიციენტი, რომლითაც

თუ კოეფიციენტები და მოცემულია, მაშინ, რომელიც განსაზღვრავს ღია სისტემის LFC-ის დაბალი სიხშირის ასიმპტოტის პოზიციას -20 დბ/დეკ დახრილობით, ხოლო მეორე ასიმპტოტას აქვს დახრილობა -40 დბ/დეკ. კუთხის სიხშირე (ნახ. 1).

სურ. 1.

1. მე-2 რიგის ასტატიკური სისტემები.

მოცემული კოეფიციენტისთვის ჩვენ განვსაზღვრავთკ კომპიუტერი:

დბ

ω, s -1

2. ავტომატური მართვის სისტემის მდგრადი მოქმედების გამოთვლა სისტემის შეუსაბამობის (შეცდომის) მოცემული მაქსიმალური მნიშვნელობისთვის.

სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის დასაშვები მნიშვნელობისა და საკონტროლო მოქმედების ტიპის საფუძველზე შეირჩევა სისტემის LFC-ის დაბალი სიხშირის ნაწილის პარამეტრები.

1. მოდით მივცეთ დასაშვები მაქსიმალური ცდომილება ამპლიტუდისა და სიხშირის ჰარმონიული მოქმედების დროს და სისტემის ასტატიზმის რიგითობა.

შემდეგ სისტემის LFC-ის დაბალი სიხშირის ასიმპტოტა უნდა გაიაროს საკონტროლო პუნქტზე დაბალი კოორდინატებით:

(1)

და აქვს -20 დახრილობარ dB / დეკ. დამოკიდებულება (1) მოქმედებს ზე.

1. მიეცით დასაშვები მაქსიმალური შეცდომა მაქსიმალურ სიჩქარეზე და შეყვანის მოქმედების მაქსიმალური აჩქარება და ასტატიზმის რიგი r სისტემა.

ხშირად მოსახერხებელია Ya.E-ს მიერ შემოთავაზებული ეკვივალენტური სინუსოიდური მოქმედების მეთოდის გამოყენება. გუკაილო.

ამ შემთხვევაში განისაზღვრება რეჟიმი, რომელშიც სიჩქარისა და აჩქარების ამპლიტუდები უდრის მაქსიმალურ დაყენებულ მნიშვნელობებს. დაე, შეყვანის მოქმედება შეიცვალოს მოცემული კანონის შესაბამისად

. (2)

სიჩქარისა და აჩქარების ამპლიტუდის მნიშვნელობების გათანაბრება, მიღებული გამოსახულებების დიფერენცირებით (2), მოცემულ მნიშვნელობებთან და მივიღებთ

სად,. ამ მნიშვნელობებზე დაყრდნობით, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ კონტროლი

წერტილი B კოორდინატებით და

ერთი უარყოფითი გამოხმაურებით,

არაერთეული გამოხმაურებით.

თუ შეყვანის სიგნალის სიჩქარე მაქსიმუმზეა და აჩქარება მცირდება, მაშინ საკონტროლო წერტილი გადაადგილდება სწორი ხაზით -20 დბ/დეკ დახრილობით სიხშირის დიაპაზონში. თუ აჩქარება უდრის მაქსიმალურ მნიშვნელობას და სიჩქარე მცირდება, მაშინ საკონტროლო წერტილი მოძრაობს სწორი ხაზით, სიხშირის დიაპაზონში -40dB/dec დახრილობით.

B დაყენების წერტილის ქვემოთ მდებარე ტერიტორია და ორი სწორი ხაზი -20dB/dec და -40dB/dec ფერდობებით არის აკრძალული ტერიტორია თვალთვალის სისტემის LFC-სთვის. ვინაიდან ზუსტი LFC გადის 3 dB-ით ქვემოთ ორი ასიმპტოტის გადაკვეთის წერტილიდან, სასურველი მახასიათებელი at უნდა გაიზარდოს ამ მნიშვნელობით, ე.ი.

ამ შემთხვევაში, ხარისხის ფაქტორის საჭირო მნიშვნელობა სიჩქარის თვალსაზრისით და სიხშირე მეორე ასიმპტოტის გადაკვეთის წერტილში სიხშირის ღერძთან (ნახ. 2).

იმ შემთხვევაში, როდესაც საკონტროლო მოქმედება ხასიათდება მხოლოდ მაქსიმალური სიჩქარით, სისტემის ხარისხის ფაქტორი სიჩქარის თვალსაზრისით მოცემული შეცდომის მნიშვნელობით:

თუ მითითებულია მხოლოდ სიგნალის მაქსიმალური აჩქარება და შეცდომის მნიშვნელობა, მაშინ აჩქარების Q- ფაქტორი არის:

ნახ. 2.

1. მიეცით მაქსიმალური სტატიკური შეცდომა საკონტროლო არხის გასწვრივ (შეყვანის მოქმედება არის ეტაპობრივი, სისტემა სტატიკურია საკონტროლო არხის გასწვრივ).

სურ. 3.

შემდეგ მნიშვნელობა განისაზღვრება გამოსახულებიდან. ავტომატური სისტემის სტატიკური სიზუსტე შეიძლება განისაზღვროს განტოლებიდან:

სად არის დახურული მარყუჟის სისტემის სტატიკური სიზუსტე,

- კონტროლირებადი მნიშვნელობის გადახრა ღია სისტემაში,

- ღია სისტემის გადაცემის კოეფიციენტი, რომელიც საჭიროა მითითებული სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.

1. ნება მიეცით მაქსიმალური დასაშვები სტატიკური შეცდომა დარღვევის არხის გასწვრივ (შემაშფოთებელი მოქმედება არის ეტაპობრივი, სისტემა სტატიკურია დარღვევის არხის გასწვრივ, ნახ. 3).

შემდეგ მნიშვნელობა განისაზღვრება გამონათქვამიდან:

სად არის ღია მარყუჟის სისტემის გადაცემის კოეფიციენტი არეულობის არხის გასწვრივ,

სად არის სისტემის შეცდომა კონტროლერის გარეშე.

სტატიკური კონტროლის სისტემებში მუდმივი დარღვევით გამოწვეული სტაბილური მდგომარეობის შეცდომა მცირდება 1+-ში ღია მარყუჟის სისტემასთან შედარებით. ამავდროულად, დახურული მარყუჟის სისტემის გადაცემათა კოეფიციენტი ასევე მცირდება 1+ ჯერ.

1. ნება მიეცით საკონტროლო მოქმედებიდან დაშვებული სიჩქარის შეცდომა (შეყვანის მოქმედება იცვლება მუდმივი სიჩქარით, სისტემა არის პირველი რიგის ასტატიკური).

თვალთვალის სისტემები, როგორც წესი, შექმნილია პირველი რიგის ასტატიკური. ისინი მუშაობენ ცვლადი კონტროლის მოქმედებით. მდგრად მდგომარეობაში მყოფი ასეთი სისტემებისთვის ყველაზე დამახასიათებელია შეყვანის მოქმედების ცვლილება წრფივი კანონის მიხედვით.

შემდეგ სისტემის ხარისხის ფაქტორი სიჩქარის თვალსაზრისით განისაზღვრება გამონათქვამიდან:

ვინაიდან სტაბილური მდგომარეობის შეცდომა განისაზღვრება LFCH-ის დაბალი სიხშირის ნაწილით, გადაცემის კოეფიციენტის გამოთვლილი მნიშვნელობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას სასურველი LFCH-ის დაბალი სიხშირის ასიმპტოტის ასაგებად.

3. ავტომატური მართვის სისტემის მდგრადი მდგომარეობის გაანგარიშება სისტემის მოცემული მაქსიმალური დასაშვები შეცდომისთვის არაერთეული უკუკავშირით

შეყვანის სიგნალის შესახებ აპრიორული ინფორმაცია მინიმუმამდე შემცირდეს:

1. შეყვანის მოქმედების პირველი წარმოებულის მაქსიმალური მოდულის მნიშვნელობა (მაქსიმალური თვალთვალის სიჩქარე) -;
2. შეყვანის მოქმედების მეორე წარმოებულის მაქსიმალური მოდულის მნიშვნელობა (ტრეკინგის მაქსიმალური აჩქარება) -;
3. შეყვანის მოქმედება შეიძლება იყოს განმსაზღვრელი ან შემთხვევითი სიგნალინებისმიერი სპექტრული სიმკვრივით.

საჭიროა შეზღუდოს საკონტროლო სისტემის მაქსიმალური დასაშვები შეცდომა მდგრადი მდგომარეობის მუშაობის რეჟიმში სასარგებლო სიგნალის რეპროდუქციისას მნიშვნელობით.

ერთგულების მოთხოვნა ყველაზე მარტივად არის ჩამოყალიბებული ჰარმონიული შეყვანისთვის, რომელიც ექვივალენტურია ფაქტობრივი შეყვანის სიგნალისთვის:

იმ ვარაუდით, რომ მოცემულია ამპლიტუდა და სიხშირე, ხოლო საწყის ფაზას აქვს თვითნებური მნიშვნელობა.

მოდით დავამყაროთ კავშირი შეყვანის მოქმედების რეპროდუქციის დასაშვებ შეცდომასა და სისტემის პარამეტრებსა და შეყვანის სიგნალს შორის.

მოდით, უწყვეტი ავტომატური მართვის სისტემის ბლოკ-სქემა შემცირდეს ფორმამდე (ნახ. 4).

სურ. 4.

დროის დომენში სისტემის გამოსავალზე შეცდომა განისაზღვრება გამონათქვამით:

სად არის მითითების (შეცდომის გარეშე) გამომავალი ფუნქცია.

შეიძლება აჩვენოს, რომ სიჩქარისა და აჩქარების შეზღუდვის გამოგამომავალი ფუნქცია განსხვავდება ნაბიჯის ფუნქციისგან.

მოდით გამოვსახოთ ბოლო გამონათქვამი ლაპლასის ტრანსფორმაციის სივრცეში:

მოდით გამოვსახოთ ფურიეს გარდაქმნების სივრცე:

დაბალი სიხშირის რეგიონში (ეს არის უკუკავშირის მარყუჟის დროის მუდმივები), მაშინ

შეცდომის მაქსიმალური ამპლიტუდა განისაზღვრება გამოსახულებით:

რეალურ სისტემებში, ჩვეულებრივ, დაბალ სიხშირეებზე, რადგან მოთხოვნა უნდა შესრულდეს; მათემატიკური გამოთქმა, რათა დადგინდესგარდაიქმნება საცნობარო სიხშირეზე () ფორმაში

და იმისათვის, რომ გამომავალი ფუნქციის რეპროდუცირება მოხდეს არაუმეტეს მოცემული შეცდომით, დაპროექტებული სისტემის LFC არ უნდა გაიაროს საკონტროლო წერტილის ქვემოთ კოორდინატებით და

4. სტატიკური ACS-ის სტაბილური მდგომარეობის მოქმედების გამოთვლა ლიმიტური გადასვლების მეთოდით

განცხადება

მოდით იყოს მოცემული სტატიკური ACS-ის განზოგადებული სტრუქტურული დიაგრამა:

სადაც, აქ მრიცხველთა და მნიშვნელთა პოლინომები არ შეიცავს ფაქტორსგვ (მათი თავისუფალი წევრები უდრის ერთს),

- რეგულატორის გადაცემათა კოეფიციენტი,

- ობიექტის გადაცემის კოეფიციენტი საკონტროლო არხის გასწვრივ,

- უკუკავშირის გადაცემის კოეფიციენტი,

- ობიექტის გადაცემის კოეფიციენტი პერტურბაციის არხის გასწვრივ,

უფრო მეტიც, პირველ მიახლოებაში, ბმულების სტატიკური და დინამიური გადაცემის კოეფიციენტები მიიღება ტოლი, გამომავალი ფუნქციის ნომინალური მნიშვნელობა საკონტროლო არხის გასწვრივ შეესაბამება ნომინალურ შეყვანის მოქმედებას, და მოდით იყოს მოცემული ნაბიჯის დარღვევის სიდიდე და არის დასაშვები სტატიკური შეცდომა დარღვევის არხის გასწვრივ გამომავალი ფუნქციის ნომინალური მნიშვნელობის პროცენტში.

მაშინ სისტემის გადაცემის კოეფიციენტები კონტროლისა და დარღვევის არხების გასწვრივ მდგრადი მდგომარეობის რეჟიმში უდრის დახურული მარყუჟის სისტემის სტატიკური გადაცემის კოეფიციენტებს და განისაზღვრება ფორმულებით:

(1)

საკონტროლო და დარღვევის არხების სტატიკური განტოლებები აქვს ფორმას

(2)

კონტროლერის გადაცემის კოეფიციენტები და უკუკავშირის წრე განისაზღვრება გამონათქვამებით:

(3)

ACS-ის სტატიკური სიზუსტის გაუმჯობესების გზები

1. ღია სისტემის გადაცემის კოეფიციენტის ზრდა სტატიკურშისისტემები.

სად,.

თუმცა სტაბილურობის პირობები მატებასთან ერთად უარესდება, ანუ დინამიკაში შეცდომები იზრდება.

1. ინტეგრალური კომპონენტის კონტროლერის შესავალი.

2.1. I-კონტროლერის გამოყენება:.

ამ შემთხვევაში, სისტემა ხდება ასტატიკური კონტროლისა და დარღვევის არხებში, ხოლო სტატიკური შეცდომა ნულოვანი ხდება. სისტემის LFC ბევრად უფრო ციცაბო იქნება, ვიდრე ორიგინალი, ხოლო ფაზის ცვლა გაიზრდება -90 გრადუსით. სისტემა შეიძლება იყოს არასტაბილური.

2.2. PI კონტროლერის პარამეტრი:.

აქ სტატიკური შეცდომა ნულის ტოლია და სტაბილურობის პირობები უკეთესია, ვიდრე სისტემის I-კონტროლერი.

2.3. PID კონტროლერის გამოყენება:.

სისტემის სტატიკური შეცდომა ნულის ტოლია და სტაბილურობის პირობები უკეთესია, ვიდრე სისტემაში PI კონტროლერით.

1. არაერთეული უკუკავშირის სისტემაში შესავალი, თუ საჭიროა შეყვანის სიგნალის საინფორმაციო დონის ზუსტი რეპროდუცირება.

ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ და არის სტატიკური ბმულები. , საჭიროა ასეთის არჩევა,

მდე; ...

1. შეყვანის მასშტაბირება

გავლენა.

Აქ.

გამომავალი ფუნქცია იქნება შეყვანის მოქმედების ინფორმაციის დონის ტოლი, თუ, აქედან გამომდინარე, სად.

1. კონტროლისა და დარღვევის არხების კომპენსაციის პრინციპის გამოყენება.

კომპენსაციის მოწყობილობების გაანგარიშება აღწერილია განყოფილებაში "კომბინირებული კონტროლის სისტემების გაანგარიშება".

ACS დინამიკის გაანგარიშება

ACS სინთეზი LCHH-ის მიხედვით

ამჟამად შემუშავებულია მაკორექტირებელი მოწყობილობების სინთეზის უამრავი მეთოდი, რომლებიც იყოფა:

• სინთეზის ანალიტიკური მეთოდები, რომლებშიც გამოიყენება ანალიტიკური გამონათქვამები, რომლებიც აკავშირებენ სისტემის ხარისხის მაჩვენებლებს მაკორექტირებელი მოწყობილობების პარამეტრებთან;
• გრაფიკული და ანალიტიკური.

გრაფიკულ-ანალიტიკური სინთეზის მეთოდებს შორის ყველაზე მოსახერხებელია ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლების კლასიკური უნივერსალური მეთოდი.

მეთოდის არსი არის შემდეგი. ჯერ შექმენით ორიგინალური სისტემის ასიმპტომური LFC, შემდეგ შექმენით ღია მარყუჟის სისტემის სასურველი LFC; მაკორექტირებელი მოწყობილობის LFC უნდა შეცვალოს ორიგინალური სისტემის LFC ფორმა ისე, რომ შესწორებული სისტემის LFC.

სინთეზის ყველაზე რთული და გადამწყვეტი ეტაპია სასურველი LFC-ის აგება. აგებისას ვარაუდობენ, რომ სინთეზირებულ სისტემას აქვს ერთეული უარყოფითი გამოხმაურება და არის მინიმალური ფაზის სისტემა. რაოდენობრივი კავშირი მინიმალური ფაზის სისტემების გარდამავალი ფუნქციის ხარისხის ინდიკატორებს შორის ერთეული უკუკავშირით და ღია მარყუჟის სისტემის LFC ჩამოყალიბებულია Chestnat-Mayer, V.V.Solodovnikov, A.V.Fateev, V.A.Besekersky ნომოგრამების საფუძველზე.

სასურველი LFC პირობითად იყოფა სამ ნაწილად: დაბალი სიხშირის, საშუალო სიხშირის და მაღალი სიხშირის. დაბალი სიხშირის ნაწილი განისაზღვრება სისტემის სტატიკური სიზუსტით - ACS-ის სიზუსტე სტაბილურ მდგომარეობაში. სტატიკურ სისტემაში დაბალი სიხშირის ასიმპტოტა სიხშირის ღერძის პარალელურია; ასტატურ სისტემებში დაბალი სიხშირის ასიმპტოტის დახრილობა არის –20 *. dB / დეკ, სადაც  - ასტატიზმის რიგი ( = 1, 2, 3, ...). შუა სიხშირის ნაწილი ყველაზე მნიშვნელოვანია, რადგან ის ძირითადად განსაზღვრავს სისტემაში მიმდინარე პროცესების დინამიკას. შუა სიხშირის ასიმპტოტის ძირითადი პარამეტრებია მისი დახრილობა და ათვლის სიხშირე. რაც უფრო დიდია შუა სიხშირის ასიმპტოტის დახრილობა, მით უფრო რთულია სისტემის კარგი დინამიური თვისებების უზრუნველყოფა. ამიტომ, მიზანშეწონილია დახრილობა -20 დბ/დეკ და იშვიათად აღემატება -40 დბ/დეკ. გამორთვის სიხშირე განსაზღვრავს სისტემის სიჩქარეს. რაც მეტია, მით უფრო მაღალია შესრულება (მით ნაკლები). სასურველი LFCH-ის მაღალი სიხშირის ნაწილი მცირე გავლენას ახდენს სისტემის დინამიურ თვისებებზე. ზოგადად რომ ვთქვათ, უმჯობესია ჰქონდეს მისი ასიმპტოტის ყველაზე დიდი შესაძლო დახრილობა, რაც ამცირებს აქტივატორის საჭირო სიმძლავრეს და მაღალი სიხშირის ჩარევის ეფექტს.

სასურველი LAFC აგებულია სისტემის მოთხოვნების საფუძველზე: სტატიკური თვისებების მოთხოვნები დაყენებულია ასტატიზმის ბრძანების სახით. და ღია სისტემის გადაცემის კოეფიციენტი; დინამიური თვისებები ყველაზე ხშირად დადგენილია მაქსიმალური დასაშვები გადაჭარბების მნიშვნელობით და რეგულირების დროით; ზოგჯერ დაწესებულია შეზღუდვა კონტროლირებადი ცვლადის მაქსიმალური დასაშვები აჩქარების სახით თავდაპირველი არასწორი განლაგების დროს.

სასურველი LAFC-ის აგების მეთოდები: მშენებლობა V.V. სოლოდოვნიკოვის მიხედვით, მათთვის ტიპიური LAFC და ნომოგრამების გამოყენება, მშენებლობა E.A. Sankovsky - გ. ფატეევა და სხვა მეთოდები.

სიხშირის მეთოდების უპირატესობები:

● ობიექტის მათემატიკური მოდელის ამსახველი სიხშირის მახასიათებლების მიღება შესაძლებელია შედარებით მარტივად ექსპერიმენტულად;

● სიხშირის მახასიათებლებზე დაფუძნებული გამოთვლები დაყვანილია მარტივ და ვიზუალურ გრაფიკულ-ანალიტიკურ კონსტრუქციებამდე;

● სიხშირის მეთოდები აერთიანებს პრობლემების გადაჭრის სიმარტივეს და სიცხადეს, მიუხედავად სისტემის წესრიგისა, ტრანსცენდენტული ან ირაციონალური კავშირების არსებობისა გადაცემის ფუნქციისა.

სასურველი LFC-ის სინთეზი

თეორიული და ექსპერიმენტული კვლევებით დადგინდა, რომ ღია მარყუჟის კონტროლის სისტემის სიხშირის პასუხი, რომელიც სტაბილურია დახურულ მდგომარეობაში, თითქმის ყოველთვის კვეთს სიხშირის ღერძს –20 დბ/დეკ დახრილობის მონაკვეთით. სიხშირის ღერძის გადაკვეთა LFC-ის მონაკვეთით -40 dB/dec ან -60 dB/dec დახრილობით შესაძლებელია, მაგრამ იშვიათად გამოიყენება, რადგან ასეთი სისტემა სტაბილურია გადაცემის ძალიან დაბალ კოეფიციენტზე.

ღია მარყუჟის სისტემის LAFC-ის ყველაზე რაციონალურ ფორმას, რომელიც სტაბილურია დახურულ მდგომარეობაში, აქვს ფერდობები:

• დაბალი სიხშირის ასიმპტოტა 0, -20, -40 დბ/დეკ (განისაზღვრება სისტემური ასტატიზმის რიგითობით);
• ასიმპტოტს, რომელიც აერთიანებს დაბალი სიხშირის საშუალო სიხშირის ასიმპტოტებს, შეიძლება ჰქონდეს -20, -40, -60 დბ / დეკ;
• საშუალო სიხშირის ასიმპტოტა -20 დბ/ დეკ;
• ასიმპტოტს, რომელიც აერთიანებს შუა სიხშირეს LFC-ის მაღალი სიხშირის განყოფილებას, როგორც წესი, აქვს -40 დბ/დეკ.
• LAFC-ის მაღალი სიხშირის განყოფილება დახატულია ორიგინალური ღია მარყუჟის სისტემის LAFC მაღალი სიხშირის განყოფილების ასიმპტოტების პარალელურად.

სასურველი LFC-ის აგებისას, განახორციელეთ შემდეგი მოთხოვნები:

1. შესწორებული სისტემა უნდა აკმაყოფილებდეს მითითებულ ხარისხის მაჩვენებლებს (დაშვებული შეცდომა სტაბილურ მდგომარეობაში, სტაბილურობის საჭირო ზღვარი, სიჩქარე, გადაჭარბება და გარდამავალი პროცესების სხვა ხარისხის მაჩვენებლები).
2. სასურველი LFC ფორმა, რაც შეიძლება ნაკლებად, უნდა განსხვავდებოდეს შეუსწორებელი სისტემის LFC-ისგან, რათა გაამარტივოს სტაბილიზაციის მოწყობილობა.
3. უნდა ვეცადოთ, რომ მაღალ სიხშირეებზე არ გაიაროს 20-25 დბ-ზე მეტი შეუსწორებელი სისტემის LFC-ზე.
4. სასურველი LAFC-ის დაბალი სიხშირის ნაწილი უნდა ემთხვეოდეს შეუსწორებელი სისტემის LAFC-ს, ვინაიდან სისტემის დინამიკაში შეუსწორებელი ღია მარყუჟის გადაცემის კოეფიციენტი შეირჩევა სტაბილურ მდგომარეობაში საჭირო სიზუსტის გათვალისწინებით.

სასურველი LFC-ის მშენებლობა შეიძლება ჩაითვალოს დასრულებულად, თუ დაკმაყოფილებულია სისტემის ხარისხის ყველა მოთხოვნა. წინააღმდეგ შემთხვევაში, თქვენ უნდა დაუბრუნდეთ სტაბილური მდგომარეობის გამოთვლას და შეცვალოთ ძირითადი მიკროსქემის ელემენტების პარამეტრები (აირჩიეთ სხვა სიმძლავრის ან ნაკლები ინერციული ძრავა, გამოიყენეთ გამაძლიერებელი უფრო მოკლე დროის მუდმივით, ჩართეთ მძიმე უარყოფითი გამოხმაურების საფარი. სისტემის ყველაზე ინერციული ელემენტები და ა.შ.) ...

ალგორითმი სასურველი LFC-ის ასაგებად

1. შეწყვეტის სიხშირის არჩევა L w (w).

თუ მითითებულია გარდამავალი პროცესის გადაჭარბება და დაშლის დრო, მაშინ გამოიყენება V.V.Solodovnikov ან A.V. Fateev-ის ნომოგრამები; თუ მოცემულია რხევის მაჩვენებელი M, მაშინ გაანგარიშება ხორციელდება V.A. ბესკერსკის მეთოდის მიხედვით.

ვ.ვ. სოლოდოვნიკოვის მიერ ხარისხიანი ნომოგრამების აგების საფუძველია დახურული ავტომატური მართვის სისტემის ტიპიური რეალური სიხშირის პასუხი (ნახ. 2). სტატიკური სისტემებისთვის ( = 0), ასტატიკური სისტემებისთვის ( =1, 2,…) .

ეს მეთოდი ვარაუდობს, რომ თანაფარდობა დაკმაყოფილებულია.

დინამიური ხარისხის მაჩვენებლები და, რომლებიც დაკავშირებულია რეალური სიხშირის პასუხის პარამეტრებთან V.V-ს დახურული ACS ხარისხის დიაგრამით. სოლოდოვნიკოვი (სურ. 3). შესაბამისი მნიშვნელობა განისაზღვრება მოცემული მნიშვნელობიდან მრუდის გამოყენებით (ნახ. 3). შემდეგ მრუდის გასწვრივ დგინდება მნიშვნელობა, რომელიც უტოლდება მოცემულ მნიშვნელობას, ვიღებთ, სადაც არის ათვლის სიხშირის მნიშვნელობა, რომლის დროსაც რეგულირების დრო არ აღემატება მოცემულ მნიშვნელობას.

მეორეს მხრივ, ის შემოიფარგლება კონტროლირებადი კოორდინატის დასაშვები აჩქარებით. რეკომენდირებულია, სად არის საწყისი შეუსაბამობა.

რეგულირების დრო დაახლოებით შეიძლება განისაზღვროს ემპირიული ფორმულის გამოყენებით, სადაც მრიცხველის კოეფიციენტი აღებულია ტოლი 2 at, 3 at, 4 at.

ყოველთვის სასურველია სისტემის დაპროექტება რაც შეიძლება სწრაფად.

როგორც წესი, ის არ აღემატება ათწლეულის ნახევარზე მეტს. ეს გამოწვეულია მაკორექტირებელი მოწყობილობების გართულებით, სისტემაში დიფერენცირების ბმულების შემოტანის აუცილებლობით, რაც ამცირებს საიმედოობას და ხმაურის იმუნიტეტს, ასევე კონტროლირებადი კოორდინატის მაქსიმალური დასაშვები აჩქარების შეზღუდვის გამო.

გამორთვის სიხშირე შეიძლება გაიზარდოს მხოლოდ გაზრდით. ამ შემთხვევაში, სტატიკური სიზუსტე იზრდება, მაგრამ სტაბილურობის პირობები უარესდება.

არჩევანის შესახებ გადაწყვეტილება უნდა იყოს გონივრულად დასაბუთებული.

1. ჩვენ ვაშენებთ საშუალო სიხშირის ასიმპტოტს.

1. ჩვენ ვუკავშირებთ შუა სიხშირის ასიმპტოტს დაბალი სიხშირის ასიმპტოტსისე, რომ სიხშირის დიაპაზონში, რომელშიც არის ფაზის გადაჭარბება. ფაზის სიჭარბე და მოდულის სიჭარბე განისაზღვრება ნომოგრამით (ნახ. 4). კონიუგატ ასიმპტოტს აქვს დახრილობა -20, -40 ან -60 დბ / დეკ. =0 ( - სისტემის ასტატიზმის რიგი); -40, -60 დბ / დეკ = 1 და -60 დბ / დეკ  = 2-ზე.

თუ ფაზის ჭარბი აღმოჩნდება ნაკლები, მაშინ კონიუგირებული ასიმპტოტი უნდა გადაიტანოს მარცხნივ ან შემცირდეს მისი დახრილობა. თუ ფაზის ჭარბი მეტია დასაშვებზე, მაშინ კონიუგირებული ასიმპტოტი გადაინაცვლებს მარჯვნივ ან იზრდება მისი დახრილობა.

საწყისი კუთხის სიხშირე განისაზღვრება გამოხატულებიდან.

1. ჩვენ ვუკავშირებთ შუა სიხშირის ასიმპტოტს მაღალი სიხშირის ნაწილთანისე, რომ სიხშირის დიაპაზონში, სადაც არის ფაზის სიჭარბე. კონიუგატის სიხშირე განისაზღვრება თანაფარდობით.

თუ კუთხის სიხშირეზე<, то сопрягающую асимптоту смещают вправо или уменьшают ее наклон.

თუ>, მაშინ კონიუგირებული ასიმპტოტი გადაინაცვლებს მარცხნივ ან მისი დახრილობა იზრდება. რეკომენდებული განსხვავება უნდა იყოს რამდენიმე გრადუსი. შესატყვისი ასიმპტოტის მარჯვენა მხარის სიხშირე.

როგორც წესი, ამ ასიმპტოტის დახრილობა არის -40 დბ / დეკ, და განსხვავება მისაღებია. შემოწმება ხდება იმ სიხშირით, რომლითაც.

1. მაღალი სიხშირის ნაწილი პროეცირებულია პარალელურად ან მასთან ერთად.

მახასიათებლის ეს ნაწილი გავლენას ახდენს სისტემის სიგლუვეზე.

ასე რომ, მშენებლობის პირველ ეტაპზე, პირობებიდან არის ნაპოვნი სიხშირეები, რომლებზეც შუა სიხშირის ასიმპტოტი კონიუგირებულია კონიუგირებულ ასიმპტოტებთან. მეორე ეტაპზე, დაწყვილების სიხშირეების მნიშვნელობები დახვეწილია ფაზის სიჭარბის გათვალისწინებით. მესამე ეტაპზე ყველა დაწყვილების სიხშირე კორექტირებულია საწყისი სისტემის დაწყვილების სიხშირესთან სიახლოვის პირობის მიხედვით, ანუ თუ ეს სიხშირეები უმნიშვნელოდ განსხვავდება ერთმანეთისგან.

სერიული ტიპის მაკორექტირებელი წრედის სინთეზი

1-ელ დიაგრამაზე, მაკორექტირებელი მიკროსქემის პარამეტრების მიღება შესაძლებელია აქედან:

მოდით გადავიდეთ ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლებზე:

მაღალ სიხშირეებზე, რეგულატორის LFC "ნაგულისხმევად" არ უნდა აღემატებოდეს 20 dB-ს ხმაურის იმუნიტეტის მდგომარეობის გამო. ACS-ის სტრუქტურულ-პარამეტრული ოპტიმიზაციის ფუნდამენტური პრინციპი უკუკავშირით: კონტროლერი უნდა შეიცავდეს დინამიურ ბმულს გადაცემის ფუნქციით, რომელიც ტოლია ან ახლოსაა საკონტროლო ობიექტის ინვერსიული გადაცემის ფუნქციასთან.

განვიხილოთ სერიული კორექტირების წრედის გაანგარიშების მაგალითი.

დავუშვათ, რომ საჭიროა სტატიკური სისტემის რეგულირება. დავუშვათ, რომ ისინი ჩვენს მიერაა აშენებული. ჩვენ გვჯერა, რომ სისტემას აქვს მინიმალური ფაზის ბმულები, ამიტომ ჩვენ არ ვქმნით ფაზა-სიხშირის პასუხს (ნახ. 2).

ახლა ადვილია გადაფარვის ჯაჭვის პარამეტრების რეპროდუცირება. ყველაზე ხშირად გამოიყენება აქტიური მაკორექტირებელი მოწყობილობები და პასიური RC - ჯაჭვები. ფიზიკურ კონცეფციებზე დაყრდნობით, ჩვენ ვაშენებთ წრეს, რომელიც ნაჩვენებია ნახ. 3.

სიგნალის შესუსტება გამყოფით R 1- R 2 მაღალ სიხშირეებზე შეესაბამება სიგნალის შესუსტებას * მიერ.

სად,

ის არ ამახინჯებს მაღალ სიხშირეებზე - დადებითი ფაქტორია. გვაქვს შესაძლებლობა მაკორექტირებელი სქემის დახმარებით მარცხნივ გადავიტანოთ ათვლის სიხშირე და ვუზრუნველვყოთ სისტემის საჭირო სტაბილურობა და ხარისხი.

თანმიმდევრული KU-ს უპირატესობები:

1. მაკორექტირებელი მოწყობილობის სიმარტივე (ხშირ შემთხვევაში ისინი ხორციელდება მარტივი პასიურის სახით RC -მარყუჟები);
2. ჩართვის სიმარტივე.

ნაკლოვანებები:

1. თანმიმდევრული კორექტირების ეფექტი მცირდება ოპერაციის დროს, როდესაც იცვლება პარამეტრები (გამაძლიერებელი ფაქტორები, დროის მუდმივები), შესაბამისად, თანმიმდევრული კორექტირებით, გაზრდილი მოთხოვნები დაწესებულია ელემენტების პარამეტრების სტაბილურობაზე, რაც მიიღწევა უფრო ძვირი ელემენტების გამოყენებით;
2. დიფერენცირების ეტაპის წინსვლა RC - სქემები (ალგორითმები მიკროკონტროლერებში) მგრძნობიარეა მაღალი სიხშირის ჩარევა;
3. თანმიმდევრული ინტეგრაცია RC - მარყუჟები შეიცავს უფრო მოცულობითი კონდენსატორების (საჭიროა დიდი დროის მუდმივების განხორციელება), ვიდრე მარყუჟები უკუკავშირის წრეში.

ისინი ჩვეულებრივ გამოიყენება დაბალი სიმძლავრის სისტემებში. ეს აიხსნება, ერთის მხრივ, თანმიმდევრული მაკორექტირებელი მოწყობილობების სიმარტივით და, მეორე მხრივ, ამ სისტემებში მოცულობითი პარალელური კორექტირების მოწყობილობების გამოყენების მიზანშეწონილობით, როგორიცაა ტაქოგენერატორი, რომელიც შეესაბამება აღმასრულებელი ძრავის ზომას.

გასათვალისწინებელია, რომ გამაძლიერებლების გაჯერების გამო, ყოველთვის არ არის მიზანშეწონილი სასურველი LFC ჩამოყალიბება დაბალი და საშუალო სიხშირის დიაპაზონში, ინტეგრირებული და ინტეგრო-დიფერენცირების სქემების ან მსგავსი სხვა ელემენტების თანმიმდევრული ჩართვის გამო. მახასიათებლები სისტემაში. ამიტომ, უკუკავშირი ხშირად გამოიყენება დაბალი და საშუალო სიხშირის დიაპაზონში ჩამოყალიბებისთვის.

კონტრპარალელური მაკორექტირებელი სქემების სინთეზი

კორექტირების მიკროსქემის ჩართვის ადგილის არჩევისას უნდა დაიცვან შემდეგი წესები:

1. უნდა იყოს დაფარული ის ბმულები, რომლებიც მნიშვნელოვნად უარყოფითად იმოქმედებს სასურველი LFC-ის ტიპზე.
2. ბმულების LFC-ის დახრილობა, რომელიც არ არის დაფარული უკუკავშირით, არჩეულია ფერდობთან ახლოს შუა სიხშირის დიაპაზონში. ამ პირობის შესრულება შესაძლებელს ხდის მარტივი მაკორექტირებელი წრე.
3. მაკორექტირებელი გამოხმაურება უნდა მოიცავდეს რაც შეიძლება მეტ ბმულს არაწრფივი მახასიათებლებით. ლიმიტში აუცილებელია ვიბრძოლოთ იმის უზრუნველსაყოფად, რომ არ იყოს არაწრფივი მახასიათებლების მქონე ელემენტები იმ ბმულებს შორის, რომლებიც არ არის დაფარული უკუკავშირით. უკუკავშირის ეს ჩართვა საშუალებას გაძლევთ მნიშვნელოვნად შეამციროთ უკუკავშირით დაფარული ელემენტების მახასიათებლების არაწრფივი ეფექტი სისტემის მუშაობაზე.
4. გამოხმაურება უნდა მოიცავდეს ბმულებს დიდი გადაცემათა კოეფიციენტით. მხოლოდ ამ შემთხვევაში იქნება უკუკავშირის ქმედება ეფექტური.
5. უკუკავშირის შეყვანის სიგნალი უნდა მოიხსნას საკმარისი სიმძლავრის მქონე ელემენტიდან ისე, რომ უკუკავშირის ჩართვამ არ დაიტვირთოს იგი. უკუკავშირის გამომავალი სიგნალი, როგორც წესი, უნდა მიეწოდოს სისტემის ელემენტების შეყვანას დიდი შეყვანის წინაღობის მქონე.
6. მარყუჟში უკუკავშირის ჩართვის ადგილის არჩევისას მაკორექტირებელი გამოხმაურებით, სასურველია, რომ LFC-ის დახრილობა სიხშირის დიაპაზონში იყოს 0 ან –20 დბ/დეკ. ამ პირობის შესრულება შესაძლებელს ხდის მარტივი მაკორექტირებელი წრე.

ხშირად, ხდება სისტემის გამაძლიერებელი ბილიკის დაფარვა ან სისტემის დენის განყოფილების დაფარვა. მაკორექტირებელი გამოხმაურებები ჩვეულებრივ გამოიყენება მძლავრ სისტემებში.

CEP-ის უპირატესობები:

1. სისტემის ხარისხის ინდიკატორების დამოკიდებულება სისტემის უცვლელი ნაწილის ელემენტების პარამეტრებში ცვლილებებზე მცირდება, რადგან მნიშვნელოვანი სიხშირის დიაპაზონში უკუკავშირით დაფარული სისტემის განყოფილების გადაცემის ფუნქცია განისაზღვრება გადაცემის ფუნქციის საპასუხოდ. ანტიპარალელური კორექტირების მოწყობილობა. ამიტომ, ორიგინალური სისტემის ელემენტების მოთხოვნები ნაკლებად მკაცრია, ვიდრე თანმიმდევრული კორექტირების მოთხოვნები.
2. არაწრფივი მახასიათებლებიუკუკავშირით დაფარული ელემენტები ხაზოვანია, რადგან სისტემის დაფარული მონაკვეთის გადაცემის თვისებები განისაზღვრება უკუკავშირის წრეში მარყუჟის პარამეტრებით.
3. ანტიპარალელური მაკორექტირებელი მოწყობილობების ელექტროენერგიის მიწოდება, მაშინაც კი, როდესაც მას დიდი სიმძლავრე სჭირდება, არ არის რთული, რადგან უკუკავშირი ჩვეულებრივ იწყება სისტემის ბოლო ბმულებიდან მძლავრი გამომავალით.
4. ანტიპარალელური მაკორექტირებელი მოწყობილობები მოქმედებენ ჩარევის უფრო დაბალ დონეზე, ვიდრე სერიული, რადგან მათთან მოხვედრილი სიგნალი გადის მთელ სისტემაში, რომელიც არის დაბალი გამტარი ფილტრი. ამის გამო, ანტიპარალელური კორექტირების მოწყობილობების ეფექტურობა შეცდომის სიგნალში ჩარევისას ნაკლებად მცირდება, ვიდრე თანმიმდევრული კორექტირების მოწყობილობების ეფექტურობა.
5. თანმიმდევრული კორექტირების მოწყობილობისგან განსხვავებით, უკუკავშირი იძლევა სასურველი LFC-ის ყველაზე გრძელი დროის მუდმივის რეალიზებას საკუთარი დროის მუდმივების შედარებით მცირე მნიშვნელობებში.

ნაკლოვანებები:

1. კონტრპარალელური WHB-ები ხშირად შეიცავს ძვირადღირებულ ან ნაყარ კომპონენტებს (მაგალითად, ტაქოგენერატორებს, დიფერენცირებელ ტრანსფორმატორებს).
2. უკუკავშირის სიგნალისა და შეცდომის სიგნალის შეჯამება უნდა განხორციელდეს ისე, რომ უკუკავშირი არ გვერდის ავლით გამაძლიერებლის შეყვანას.
3. მაკორექტირებელი უკუკავშირის შედეგად წარმოქმნილი ციკლი შეიძლება იყოს არასტაბილური. შიდა სქემებში სტაბილურობის ზღვრების შემცირება ამცირებს სისტემის მთლიანობის საიმედოობას.

განსაზღვრის მეთოდები:

1. ანალიტიკური;
2. გრაფიკული და ანალიტიკური;
3. მოდელი და ექსპერიმენტული.

ანტიპარალელური კორექტირების წრედის გაანგარიშების შემდეგ უნდა შემოწმდეს შიდა მარყუჟის სტაბილურობა. თუ თქვენ გახსნით მთავარ გამოხმაურებას და შიდა წრე არასტაბილურია, მაშინ სისტემის ელემენტები შეიძლება ვერ მოხდეს. თუ შიდა კონტური არასტაბილურია, მაშინ მისი სტაბილურობა უზრუნველყოფილია თანმიმდევრული მაკორექტირებელი სქემით.

მაკორექტირებელი უარყოფითი გამოხმაურების LFC-ის აგების სავარაუდო მეთოდი

მოდით სტრუქტურული დიაგრამა დაპროექტებული

სისტემა დაყვანილია ნაჩვენები სახით

Ფიგურა 1.

- მაკორექტირებელი უკუკავშირი;

- მექანიზმი

ღია კოდის (გამოუსწორებელი) ფუნქცია

სისტემები.

ასეთი ბლოკ-სქემისთვის, შესწორებული ღია მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქცია.

სიხშირის დიაპაზონში, სადაც,განტოლება დაიწერება ასე

იმათ.

შერჩევის პირობა; (1)

- შერჩევის განტოლება (დაბალი და მაღალი სიხშირის დიაპაზონში) (2)

სიხშირის დიაპაზონში, სადაც,

შერჩევის პირობა; (3)

ვიღებთ

ე.ი.

სად - შერჩევის განტოლება(შუაში). (4)

შემდეგ მშენებლობის ალგორითმი შემდეგია:

1. ჩვენ ვაშენებთ.
2. ჩვენ ვაშენებთ.
3. ჩვენ ვაშენებთ და განვსაზღვრავთ სიხშირის დიაპაზონს, სადაც ეს მახასიათებელი ნულზე მეტია (შერჩევის პირობა (3)).
4. სისტემის სპეციფიკური ტექნიკური განხორციელების საფუძველზე განისაზღვრება, ე.ი. მაკორექტირებელი უკუკავშირის შესვლისა და გასვლის წერტილები.
5. ჩვენ ვაშენებთ.
6. არჩეულ სიხშირის დიაპაზონში ჩვენ ვაშენებთ კორექტირების ბმულის ლოგარითმული სიხშირის პასუხს, გამოვაკლებთ არჩევანის განტოლებას (4).
7. დაბალი სიხშირის რეგიონში, სადაც (შერჩევის პირობა (1)), ვირჩევთ ისეთს, რომ შერჩევის განტოლება (2) შესრულდეს:.
8. მაღალი სიხშირის რეგიონში, უთანასწორობა (2) ჩვეულებრივ დაკმაყოფილებულია, როდესაც ასიმპტოტის დახრილობა არის 0 დბ/დეკ.
9. შეჯვარების ასიმპტოტების დახრილობა და სიგრძე შეირჩევა მაკორექტირებელი მოწყობილობის მიკროსქემის განხორციელების სიმარტივიდან გამომდინარე.
10. ჩვენ განვსაზღვრავთ და ვქმნით მაკორექტირებელი რგოლის ძირითად დიაგრამას LAFC-ის მიხედვით.

მაგალითი. ნება და მიეცეს. გამოხმაურებით დაფარული ბმულები განისაზღვრება. საჭიროა აშენება. კონსტრუქცია შესრულებულია ნახაზ 2-ზე. საწყისი სისტემა არის მინიმალური ფაზა. მშენებლობის შემდეგ, გამოთვლილი კონტური უნდა შემოწმდეს სტაბილურობისთვის.

მაკორექტირებელი უკუკავშირის ლინკის LFC-ის აგების ზუსტი მეთოდი

თუ საჭიროა მკაცრად დაიცვან მითითებული ხარისხის მაჩვენებლები, მაშინ აუცილებელია გამოთვალოთ მაკორექტირებელი მიკროსქემის სიხშირის მახასიათებლების ზუსტი მნიშვნელობები.

შეუსწორებელი ACS-ის ორიგინალური ბლოკ-სქემა

გარდაქმნილი ბლოკ-სქემა

მორგებული ACS ეკვივალენტური სტრუქტურული დიაგრამა

მოდით შემოვიტანოთ აღნიშვნა:, (1)

მაშინ.

ეს საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ დახურვის ნომოგრამები და იპოვოთ და.

დავუშვათ, რომ ისინი ცნობილია. ჩვენ ვიყენებთ დახურვის ნომოგრამას საპირისპირო თანმიმდევრობით:

, => , .

მერე გამომეტყველებიდან

ანტიპარალელური კორექტირების მიკროსქემის LFC:

მაკორექტირებელი მიკროსქემის პარამეტრების შესარჩევად აუცილებელია LAFC-ის წარმოდგენა ასიმპტომური ფორმით.

პირდაპირი პარალელური მაკორექტირებელი რგოლის LFC-ის მშენებლობა

ჩვენ გარდაქმნით დაპროექტებული სისტემის სტრუქტურულ დიაგრამას ნახ. 1-ის ფორმაზე.

ამ შემთხვევაში, მიზანშეწონილია განიხილოს გადაცემის ფუნქცია.

სიხშირის მახასიათებლები და განისაზღვრება სერიული მაკორექტირებელი მიკროსქემის სიხშირის მახასიათებლების მსგავსად.

სიხშირის დიაპაზონში, სად, მახასიათებლები

იმათ. მაკორექტირებელი წრე არ მოქმედებს სისტემის მუშაობაზე, მაგრამ სიხშირის დიაპაზონში, სადაც, მახასიათებლებზე

ხოლო სისტემის ქცევა განისაზღვრება პირდაპირი პარალელური წრედის პარამეტრებით.

სიხშირის დიაპაზონში, სადაც, მიზანშეწონილია LFC-ის განსაზღვრისას და პარალელურად დაკავშირებული ბმულების წარმოდგენა ფორმით, სადაც,.

თანმიმდევრული კორექტირების მოწყობილობის LFC და ააშენეთ იგი როგორც ადრე. დახურვის ნომოგრამის გამოყენებით, ჩვენ ვპოულობთ და, და ბოლოს,.

კორექტირების მოწყობილობის დიზაინი

CU ხარისხის კრიტერიუმები:

1. საიმედოობა;
2. Დაბალი ფასი;
3. მიკროსქემის განხორციელების სიმარტივე;
4. სტაბილურობა;
5. ჩარევის იმუნიტეტი;
6. დაბალი ენერგიის მოხმარება;
7. წარმოებისა და ექსპლუატაციის სიმარტივე.

შეზღუდვები:

1. არ არის რეკომენდებული კონდენსატორების ან რეზისტორების დაყენება ერთ მაკორექტირებელ ბმულზე, რომელთა რეიტინგები განსხვავდება სიდიდის ორიდან სამ ბრძანებით.
2. მაკორექტირებელი ბმულების LFC შეიძლება ჰქონდეს სიხშირის სიგრძე არაუმეტეს 2-3 ათწლეულის განმავლობაში, ამპლიტუდის შესუსტება არაუმეტეს 20-30 დბ.
3. პასიური ოთხპორტიანი ქსელის გადაცემის კოეფიციენტი არ უნდა იყოს შემუშავებული 0,05-0,1-ზე ნაკლები.
4. რეზისტორების რეიტინგები აქტიურ მაკორექტირებელ ბმულებში:

ა) უკუკავშირის წრეში - არაუმეტეს 1-1,5 MΩ და მინიმუმ ათობით kΩ;

ბ) პირდაპირი არხის წრეში - ათობით kOhm-დან 1 MOhm-მდე.

1. კონდენსატორების რეიტინგები: μF ერთეული - ასობით pcFarads.

მაკორექტირებელი ბმულების ტიპები

1. პასიური ოთხპორტიანი ქსელები ( R - L - C -ჯაჭვები).

თუ, მაშინ დატვირთვის გავლენა საინფორმაციო პროცესებზე შეიძლება უგულებელყო. ...

გამომავალი სიგნალი ამ სქემებში არის უფრო სუსტი (ან თანაბარი დონის) შეყვანის სიგნალთან.

მაგალითი. პასიური ინტეგრო-დიფერენცირების ბმული.

სადაც.

დიფერენცირების ეფექტის გავრცელება უზრუნველყოფილია შესუსტების მნიშვნელობის შემთხვევაშიკ<0.5 или иначе.

ვინაიდან წინააღმდეგობა ყველაზე დიდია, მიზანშეწონილია დაიწყოთ მაკორექტირებელი მიკროსქემის ელემენტების გაანგარიშება მოცემული პირობით.

აღვნიშნოთ საიდან;

განსაზღვრეთ შუალედური პარამეტრი =>

აქედან გამომდინარე, k = D.

DC კავშირის წინაღობა,

ალტერნატიულ დენზე

წინააღმდეგობების შესატყვისისას პირდაპირი დენის საკმარისი პირობაა მიმართების შესრულება

ალტერნატიულ დენზე.

1. აქტიური ოთხპოლუსები.

თუ გამაძლიერებლის მომატება არის >> 1.

მაგალითი ... პირველი რიგის აქტიური რეალური განმასხვავებელი ბმული.

უფრო მეტიც,.

- არჩეულია ექსპლუატაციის დროს (გამაძლიერებლის ნულოვანი დაყენება).

ალტერნატიულ დენზე, ხოლო პირდაპირ დენზე შეყვანის წინააღმდეგობა არის.

ოპერაციული გამაძლიერებლების გამომავალი წინაღობა არის ათობით ohms და ძირითადად განისაზღვრება გამომავალი ტრანზისტორების კოლექტორის სქემებში რეზისტორების მნიშვნელობებით.

მიკროსქემა უზრუნველყოფს ტყვიას არა მთელ სიხშირის დიაპაზონში, არამედ მხოლოდ გარკვეულ ზოლში სისტემის წყვეტის სიხშირის მახლობლად, რომელიც ჩვეულებრივ მდებარეობს ორიგინალური ACS-ის დაბალი და საშუალო სიხშირის დიაპაზონში. იდეალური ბმული ძლიერ ხაზს უსვამს მაღალ სიხშირეებს, რომლის რეგიონში მდებარეობს სასარგებლო სიგნალზე გადატანილი ჩარევის სპექტრი, ხოლო რეალური წრე გადასცემს მათ მნიშვნელოვანი გაძლიერების გარეშე.

1. დიფერენცირებადი ტრანსფორმატორი.

ტრანსფორმატორის პირველადი გრაგნილის წრედის წინააღმდეგობა.

- ტრანსფორმატორის ტრანსფორმაციის კოეფიციენტი.

სტაბილიზაციის ტრანსფორმატორის გადაცემის ფუნქცია ზე

აქვს ფორმა,

სად არის ტრანსფორმატორის ინდუქციურობა უმოქმედო რეჟიმში; ...

1. პასიური ოთხპოლუსები ალტერნატიული დენი .

AC სქემებში შეიძლება გამოყენებულ იქნას DC კორექტირების სქემები.

მაკორექტირებელი სქემების ჩართვის წრე ასეთია:

ელემენტარული მაკორექტირებელი ბმულების კოორდინაცია

Მიერ წარმოებული:

1. აქტიური ბმულების დატვირთვით (გამაძლიერებლების დატვირთვის დენები არ უნდა აღემატებოდეს მაქსიმალურ დასაშვებ მნიშვნელობებს);
2. წინააღმდეგობის მიხედვით, გამომავალი - შეყვანა (პირდაპირი დენით და სისტემის მუშაობის დიაპაზონის ზედა სიხშირეზე).

ოპერაციული გამაძლიერებლების დატვირთვის მნიშვნელობები მითითებულია მათი გამოყენების ტექნიკურ პირობებში და, როგორც წესი, 1 კმ-ზე მეტია.

Შენიშვნა. Ნიშანი<< означает меньше как минимум в 10 раз.

ოპერაციული გამაძლიერებლის მოთხოვნები:

1. ძაბვის მომატება.
2. ნულის მცირე დრიფტი.
3. მაღალი შეყვანის წინაღობა (100 kOhm - 3MOhm).
4. დაბალი გამომავალი წინაღობა (ათობით ohms).
5. მუშაობის სიხშირის დიაპაზონი (სიჩქარე).
6. ელექტრომომარაგების ძაბვა + 5 ვ, მაგრამ არანაკლებ 10 ვ.
7. დიზაინი (გამაძლიერებლების რაოდენობა ერთ პაკეტში).

ტიპიური რეგულატორები

რეგულატორის ტიპები:

1. - P-რეგულატორი (ბერძ.სტატოსი - დგომა; სტატიკური რეგულატორი აყალიბებს პროპორციული რეგულირების კანონს);

კ პ-ის მატებით სტაბილური ცდომილება მცირდება, მაგრამ გაზომვის ხმაური იზრდება, რაც იწვევს აქტივატორების აქტივობის ზრდას (ისინი მუშაობენ აჩქარებით), მექანიკური ნაწილი ცვდება და აღჭურვილობის მომსახურების ვადა მნიშვნელოვნად მცირდება.

ნაკლოვანებები:

● კონტროლირებადი მნიშვნელობის გარდაუვალი გადახრა მითითებული მნიშვნელობიდან, თუ ობიექტი სტატიკურია;

● რეგულატორის ნელი რეაგირება შემაშფოთებელ ზემოქმედებაზე გარდამავალი პროცესის დასაწყისში.

1. - I-კონტროლერი (ინტეგრალი);
2. - PD-კონტროლერი (პროპორციულ-დიფერენციალური);
3. - PI-კონტროლერი (პროპორციულ-ინტეგრალი);
4. - PID კონტროლერი (პროპორციული-ინტეგრალურ-დიფერენციალური);

1. სარელეო რეგულატორი.

D ტიპის რეგულატორი გამოიყენება უკუკავშირში, ხოლო DI არ გამოიყენება.

ამ მარეგულირებლებს ხშირ შემთხვევაში შეუძლიათ უზრუნველყონმისაღები მენეჯმენტი, მარტივი დასაყენებელი და იაფი მასობრივ წარმოებაში.

PD რეგულატორი

სტრუქტურული სქემა:

იძულებითი ბმული.

არის PD კონტროლერის რეალური გადაცემის ფუნქცია.

- რეგულირების კანონი.

(1) - რეგულატორის გარეშე;

(2) - P-კონტროლერი;

(3) - PD კონტროლერი.

PD კონტროლერის უპირატესობები:

1. სტაბილურობის ზღვარი იზრდება;
2. ხარისხი საგრძნობლად გაუმჯობესებულია

რეგულირება (რხევა მცირდება

და დრო გარდამავალია

პროცესი).

PD კონტროლერის ნაკლოვანებები:

1. დაბალი კონტროლის სიზუსტე (მუშაობის სტატიკა

ორიგინალური სისტემა არ იცვლება, როდესაც k p = 1);

1. მაღალი სიხშირის ჩარევა გაძლიერებულია და

სისტემის მუშაობა შეფერხებულია გაჯერების გამო

გამაძლიერებლები;

1. რთული განხორციელება პრაქტიკაში.

PD კონტროლერის დანერგვა

შეყვანისა და გამოხმაურების სიგნალების დამატება მარტივია.

თუ შეცვლით შეყვანის მოქმედებისა და გამოხმაურების ნიშნებს, მაშინ ინვერტორი უნდა იყოს დაკავშირებული რეგულატორის გამოსავალთან.

ზენერის დიოდები საოპერაციო გამაძლიერებლის უკუკავშირში შექმნილია იმისათვის, რომ შეზღუდოს გამომავალი სიგნალის დონე მოცემულ მნიშვნელობამდე.

შეყვანის სქემებში და ჩართულია საჭიროებისამებრ. სასურველია, რომ. თუ გამორიცხულია, გამაძლიერებელი შეიძლება შევიდეს გაჯერების რეჟიმში ჩარევის გამო. არჩეულია (მნიშვნელობა 20 kOhm-მდე).

კონტროლერის გადაცემის ფუნქცია საკონტროლო არხით:

PI კონტროლერი

(ბერძნ. isos - გლუვი, დრომოსი - სირბილი; იზოდრომული რეგულატორი)

დაბალ სიხშირეებზე ჭარბობს ინტეგრაციის ეფექტი (არ არის სტატიკური შეცდომა), ხოლო მაღალ სიხშირეებზე ეფექტი დან (გარდამავალი პროცესის ხარისხი უკეთესია, ვიდრე რეგულირების I კანონი).

- რეგულირების კანონი.

1. - რეგულატორის ნაკლებობა;
2. - P-რეგულატორი;
3. - PI კონტროლერი.

უპირატესობები:

1. განხორციელების სიმარტივე;
2. მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს კონტროლის სიზუსტეს სტატიკაში:

მუდმივი შეყვანის მოქმედების სტაბილური ცდომილება ნულის ტოლია;

ეს შეცდომა არ არის მგრძნობიარე ობიექტის პარამეტრების ცვლილებების მიმართ.

ნაკლოვანებები : სისტემის ასტატიზმი იზრდება ერთეულზე და, შედეგად, სტაბილურობის ზღვრების შემცირება, გარდამავალი პროცესის რხევა იზრდება და იზრდება.

PI კონტროლერის განხორციელება

PID კონტროლერი

დაბალ სიხშირეებზე ჭარბობს ინტეგრირების ეფექტი, ხოლო მაღალ სიხშირეებზე დიფერენცირების ეფექტი.

- რეგულირების კანონი.

PID კონტროლერის დაყენებისას სტატიკური სისტემა ხდება ასტატიკური (სტატიკური შეცდომა ნულის ტოლია), მაგრამ დინამიკაში ასტატიზმი ამოღებულია დიფერენცირების კომპონენტის მოქმედების გამო, ანუ უმჯობესდება გარდამავალი პროცესის ხარისხი.

უპირატესობები:

1. მაღალი სტატიკური სიზუსტე;
2. Მაღალი დონის შესრულება;
3. სტაბილურობის დიდი ზღვარი.

ნაკლოვანებები:

1. გამოიყენება აღწერილი სისტემებისთვის

დაბალი დიფერენციალური განტოლებები

შეკვეთა, როდესაც ობიექტს აქვს ერთი ან ორი პოლუსი

ან შეიძლება მიახლოებული იყოს მეორე მოდელით

შეკვეთა.

1. მოთხოვნები მენეჯმენტის ხარისხზე საშუალოა.

PID კონტროლერის დანერგვა

სად და.

ჩვენ განვსაზღვრავთ ოპერაციული გამაძლიერებლის LFC-ით. მაშინ რეალური კონტროლერის გადაცემის ფუნქციას აქვს ფორმა.

სისტემებში ყველაზე ხშირად გამოიყენება PID კონტროლერი.

1. დაყოვნებული ობიექტებისთვის, რომელთა ინერციული ნაწილი ახლოსაა პირველი რიგის ბმულთან, მიზანშეწონილია გამოიყენოთ PI - კონტროლერი;
2. დაყოვნებული ობიექტებისთვის, რომელთა ინერციული ნაწილი მოწესრიგებულია, საუკეთესო რეგულატორი არის PID რეგულატორი;
3. PID - კონტროლერები ეფექტურია მდგრადი მდგომარეობის შეცდომის შემცირებისა და გარდამავალი პასუხის ფორმის გაუმჯობესების თვალსაზრისით, როდესაც საკონტროლო ობიექტს აქვს ერთი ან ორი პოლუსი (ან შეიძლება მიახლოებული იყოს მეორე რიგის მოდელით);
4. როდესაც კონტროლის პროცესი ხასიათდება მაღალი დინამიკით, მაგალითად, ნაკადის ან წნევის ავტომატური კონტროლის სისტემაში, დიფერენცირების კომპონენტი არ გამოიყენება თვითაგზნების ფენომენის თავიდან ასაცილებლად.

კომბინირებული მართვის სისტემების გაანგარიშება

კომბინირებული- ასეთი კონტროლი ავტომატურ სისტემაში, როდესაც, გადახრით კონტროლის დახურულ მარყუჟთან ერთად, გამოიყენება გარე კომპენსაციის მოწყობილობა დაყენების ან შემაშფოთებელი ზემოქმედებისთვის.

უცვლელობის პრინციპი- დინამიური და სტატიკური შეცდომების კომპენსაციის პრინციპი, მიუხედავად შეყვანის მოქმედების ფორმისა საკონტროლო არხის მეშვეობით ან შემაშფოთებელი მოქმედების კომპენსაციისა.

უცვლელი მიმართებით

არეულობათუ გარდამავალი პერიოდის დასრულების შემდეგ,

განისაზღვრება საწყისი პირობებით, კონტროლირებადი მნიშვნელობა და სისტემის შეცდომა არ არის

დამოკიდებულია ამ ზემოქმედებაზე.

ავტომატური მართვის სისტემა არისუცვლელი მიმართებით

დაყენების გავლენათუ განსაზღვრული გარდამავალი პროცესის დასრულების შემდეგ

საწყის პირობებში, სისტემის შეცდომა არ არის დამოკიდებული ამ ეფექტზე.

1. კომპენსაციის მოწყობილობების გაანგარიშება არეულობის არხისთვის

მოდით, ორიგინალური სისტემის სტრუქტურული დიაგრამა გარდაიქმნას ნაჩვენები სახით

ნახ. 1-ში.

გადავიტანოთ დარღვევის გამოყენების წერტილი სისტემის შეყვანაში (ნახ. 2).

დავწეროთ გამომავალი კოორდინატის განტოლება:.

გავლენა გამომავალ ფუნქციაზე დარღვევის მხრიდანვ პირობის დაკმაყოფილების შემთხვევაში არ იქნებააბსოლუტური უცვლელობადარღვევების სისტემები:

დარღვევის სრული კომპენსაციის პირობა.

გარე კონტროლერები გამოიყენება, რათა მიიღონ უცვლელობა პერტურბაციის არხზე ზუსტი ვინაიდან მნიშვნელის რიგი ჩვეულებრივ უფრო მაღალია ვიდრე მრიცხველის რიგი.

მაგალითი ... ნება მიეცით ობიექტს და რეგულატორს მოიქცეს აპერიოდული ბმულების სახით. ყველაზე გრძელი დროის მუდმივი ჩვეულებრივ ეკუთვნის ობიექტს.

მერე

გრაფიკები ნახ. 3.

კომპენსაციის წრეს უნდა ჰქონდეს დიფერენცირების თვისებები, უფრო მეტიც, აქტიური დიფერენცირების თვისებები მაღალ სიხშირეებზე (რადგან მახასიათებელი ნაწილობრივ მდებარეობს სიხშირის ღერძის ზემოთ).

აბსოლუტური ინვარიანტობის მიღწევა შეუძლებელია, თუმცა, კომპენსაციის ეფექტი შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი, თუნდაც მარტივი კომპენსაციის სქემით, რომელიც უზრუნველყოფს განხორციელებას შეზღუდული სიხშირის დიაპაზონში (ნახ. 3).

ტექნიკურად რთულია და ყოველთვის არ არის შესაძლებელი არეულობის გაზომვა, ამიტომ სისტემების დიზაინის დროს ხშირად გამოიყენება დარღვევების გაზომვის არაპირდაპირი მეთოდები.

2. საკონტროლო არხზე შეცდომების კომპენსაციის მქონე სისტემების გაანგარიშება

ამ სისტემისთვის, რომლის ბლოკ-სქემა ნაჩვენებია ნახ. 4, შემდეგი ურთიერთობები მოქმედებს:

- გადაცემის ფუნქცია შეცდომით.

ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ შეცდომის სრული კომპენსაციის პირობას, თუ ავირჩევთ კომპენსატორულ წრეს შემდეგი პარამეტრებით:

(1) - სისტემის აბსოლუტური ინვარიანტობის მდგომარეობა საკონტროლო არხში შეცდომის მიმართ.

თვალთვალის სისტემები რეალიზებულია როგორც ასტატიკური. განვიხილოთ ასეთი სისტემების მაგალითი (ნახ. 5).

მაღალ სიხშირეებზე, მეორე რიგის დიფერენციაცია კომპენსაციის წრეში იწვევს გამაძლიერებლების გაჯერებას ხმაურის მაღალ დონეზე. აქედან გამომდინარე, ხორციელდება სავარაუდო განხორციელება, რაც იძლევა რეგულირების ხელშესახებ ეფექტს.

ასტატიკური სისტემები ხასიათდება ხარისხის ფაქტორით - გადაცემათა კოეფიციენტითკ დადგენილია = 1 და  = k.

თუ კ = 10, მაშინ შეცდომა არის 10%, ვინაიდან

დაბალი ხარისხის სისტემა (ნახ. 6).

ჩვენ წარმოგიდგენთ კომპენსატორულ წრეს გადაცემის ფუნქციით

ტაქოგენერატორი შეიძლება გახდეს ასეთი წრე, თუ

შესასვლელი არის მექანიკური. დაბალი Q სისტემის დანერგვა

მარტივი.

მოდით, (1) პირობიდან მივიღოთ.

შემდეგ, როდესაც გვაქვს სისტემა პირველი რიგის ასტატიზმით, ჩვენ ვიღებთ სისტემას

მეორე რიგის ასტატიზმი (სურ. 7).

ყოველთვის Y ჩამორჩება საკონტროლო სიგნალს; შეყვანით ვამცირებთ შეცდომას. კომპენსაციის ჯაჭვი გავლენას არ ახდენს სტაბილურობაზე.

როგორც წესი, კომპენსირებულ ბმულს უნდა ჰქონდეს დიფერენცირების თვისებები და განხორციელდეს აქტიური ელემენტების გამოყენებით. აბსოლუტური ინვარიანტობის პირობის ზუსტი შესრულება შეუძლებელია მეორე რიგის უფრო მაღალი წარმოებულის მოპოვების ტექნიკური არამიზანშეწონილობის გამო (ხმაურის მაღალი დონე შეყვანილია საკონტროლო ციკლში, იზრდება კომპენსატორული მოწყობილობის სირთულე) და ინერციის გამო. რეალური ტექნიკური მოწყობილობები. კომპენსაციის მოწყობილობაში აპერიოდული ბმულების რაოდენობა შექმნილია ელემენტარული იძულებითი ბმულების რაოდენობის ტოლი. აპერიოდული ბმულების დროის მუდმივები გამოითვლება არსებითი სიხშირის დიაპაზონში არსებული ბმულების მდგომარეობის მიხედვით, ე.ი.

კასკადური კონტროლერებით მრავალწრეული ACS-ის აგების პრინციპი ე.წდაქვემდებარებული რეგულირების პრინციპი.

მონური კონტროლის ACS-ის სინთეზი ორი ან მეტი მარყუჟით ხორციელდება მარყუჟების თანმიმდევრული ოპტიმიზაციის გზით, დაწყებული შიდადან.

∆θ ,

სეტყვა

∆ L,

დბ

W და (p)

W A1 (p)

1 / T გვ

1 / T 0

სხვა მსგავსი ნამუშევრები, რომლებიც შეიძლება დაგაინტერესოთ.Wshm>
2007.		ავტომატური მართვის სისტემების დინამიური რეჟიმი	100.64 კბ
	ACS-ის დინამიური რეჟიმი. დინამიკის განტოლება სტაბილური მდგომარეობა არ არის დამახასიათებელი ACS-სთვის. ამრიგად, ACS-ის ძირითადი ოპერაციული რეჟიმი ითვლება დინამიურ რეჟიმად, რომელიც ხასიათდება მასში გარდამავალი პროცესების ნაკადით. ამიტომ ACS-ის შემუშავების მეორე მთავარი ამოცანაა ACS-ის მუშაობის დინამიური რეჟიმების ანალიზი.
12933.		დისკრეტული კონტროლის სისტემების სინთეზი	221.91 კბ
	ციფრული კონტროლის მოწყობილობების სინთეზის პრობლემა იმ შემთხვევებში, როდესაც ფუნქციურად აუცილებელი ელემენტებისაგან შემდგარი დახურული დისკრეტული სისტემა არასტაბილურია ან მისი ხარისხის მაჩვენებლები არ აკმაყოფილებს საჭიროებს, ჩნდება მისი კორექტირების ან საკონტროლო მოწყობილობის სინთეზის პრობლემა. ამჟამად, ყველაზე რაციონალური გზა საკონტროლო მოწყობილობების შესაქმნელად არის საკონტროლო კომპიუტერების ან სპეციალიზებული ციფრული კომპიუტერების CV -...
2741.		საკონტროლო სისტემების სინთეზი უკუკავშირით	407.23 კბ
	ავაშენოთ უწყვეტი და დისკრეტული მოდელის გარდამავალი და სიხშირის მახასიათებლები: ნახ. უწყვეტი სისტემის გარდამავალი პასუხი ნახ. დისკრეტული სისტემის გარდამავალი რეაქცია ნახ. უწყვეტი სისტემის სიხშირის მახასიათებლები ნახ.
3208.		ავტომატური მართვის სისტემების ანალიზისა და აგების საფუძვლები	458.63 კბ
	მოცემული დინამიური ობიექტისთვის შეიმუშავეთ დამოუკიდებლად ან ლიტერატურიდან აიღეთ გადახრის პრინციპით მოქმედი ავტომატური მართვის სისტემის დიაგრამა. შექმენით კომბინირებული სისტემის ვარიანტი, რომელიც მოიცავს საკონტროლო მარყუჟებს გადახრისა და დარღვევისთვის.
5910.		ავტომატური მართვის სისტემები ციფრული კომპიუტერებით	928.83 კბ
	საიმედოობა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა და ღირებულება შემცირდა ბოლო ორი ათწლეულის განმავლობაში. ციფრული კომპიუტერები... ამასთან დაკავშირებით, ისინი სულ უფრო ხშირად იყენებენ საკონტროლო სისტემებში, როგორც რეგულატორები. კვანტიზაციის პერიოდის ტოლ დროს, კომპიუტერს შეუძლია შეასრულოს დიდი რაოდენობით გამოთვლები და გამომავალი სიგნალის გენერირება, რომელიც შემდეგ გამოიყენება ობიექტის გასაკონტროლებლად.
5106.		მართვის სისტემების კვლევის ძირითადი ტიპები: მარკეტინგული, სოციოლოგიური, ეკონომიკური (მათი თავისებურებები). კონტროლის სისტემების გაუმჯობესების ძირითადი მიმართულებები	178.73 კბაიტი
	თანამედროვე წარმოებისა და სოციალური სტრუქტურის დინამიზმის პირობებში მენეჯმენტი უნდა იყოს უწყვეტი განვითარების მდგომარეობაში, რაც დღეს შეუძლებელია ამ განვითარების გზებისა და შესაძლებლობების გამოკვლევის გარეშე.
14277.		სისტემის ანალიზის, სინთეზისა და მოდელირების შესავალი	582.75 კბ
	მკაცრად რომ ვთქვათ, არსებობს მეცნიერების სამი ფილიალი, რომელიც სწავლობს სისტემებს: სისტემოლოგია, სისტემების თეორია, რომელიც შეისწავლის თეორიულ ასპექტებს და იყენებს თეორიულ მეთოდებს, ინფორმაციის თეორია, ალბათობის თეორია, თამაშის თეორია და ა.შ. სისტემის ორგანიზება დაკავშირებულია რაიმე მიზეზთან ურთიერთობები ამ სისტემაში. სისტემის ორგანიზაციას შეიძლება ჰქონდეს სხვადასხვა ფორმა, მაგალითად, ბიოლოგიური, ინფორმაციული, ეკოლოგიური, ეკონომიკური, სოციალური, დროითი, სივრცითი და იგი განისაზღვრება მატერიასა და საზოგადოებაში მიზეზ-შედეგობრივი ურთიერთობებით. უ...
5435.		ლამის გასქელების პროცესის ავტომატური მართვის სისტემის გაუმჯობესება	515.4 კბ
	ურალკალის გრანულები ძირითადად ექსპორტირებულია ბრაზილიაში, აშშ-სა და ჩინეთში, სადაც ისინი შემდგომში გამოიყენება ნიადაგში პირდაპირი გამოსაყენებლად ან აზოტოვანი და ფოსფორიანი სასუქებით შერეული.
20340.		საწარმოში კონტროლის სისტემის ანალიზი და სინთეზი	338.39 კბაიტი
	მენეჯმენტის სისტემის დახვეწა, ისევე როგორც თანამედროვე პირობებში მენეჯმენტის არსებული პრაქტიკა, მიუთითებს მწვავე პრობლემაზე კვლევის მიდგომის აუცილებლობის შესახებ როგორც მენეჯმენტის, საწარმოს, ასევე მისი დახვეწისა და განვითარების მიმართ.
1891.		დისკრეტული მოდალური კონტროლის კანონის სინთეზი ლ.მ. ბოიჩუკი	345.04 კბ
	W (z) ფუნქციის გამოყენებით შეადგინეთ დისკრეტული ობიექტის აღწერა მდგომარეობის სივრცეში. შეამოწმეთ ამ ობიექტის კონტროლირებადი და დაკვირვებადობის პირობების შესრულება.

LAFC მეთოდით მაკორექტირებელი მოწყობილობების სინთეზი ეფუძნება ღია მდგომარეობაში პროექტირებული ACS-ის სასურველი LAFC-ის ცოდნას. LPFC არ განიხილება ამ შემთხვევაში, რადგან სისტემა ითვლება მინიმალურ ფაზად და ცნობილი LPFC-ით მოცემულია ფაზის მახასიათებელი.

სასურველ LAFC-ს ეწოდება ისეთ LAFC, რომელიც შეესაბამება სისტემას საჭირო ხარისხის მაჩვენებლებით (რეგულირების დრო t p, გადაჭარბება s%, სტაბილური მდგომარეობის შეცდომის დაყენება). მაკორექტირებელი მოწყობილობის სინთეზის ამოცანაა მისი სტრუქტურისა და პარამეტრების შერჩევა ისე, რომ შესწორებული სისტემის LFC მაქსიმალურად მიუახლოვდეს სასურველს.

სასურველად ხშირად ირჩევენ ეგრეთ წოდებულ ოპტიმალურ მახასიათებლებს, რომლებიც გარკვეული თვალსაზრისით საუკეთესოა. ასეთი მახასიათებლების მქონე სისტემებს ოპტიმალური ეწოდება.

ოპტიმალური სისტემის გადაცემის ფუნქცია და სიხშირის პასუხი.

ღია მარყუჟის სისტემის სასურველი LFC-ის აგებისას გამოიყენება ოპტიმალური სისტემის კონცეფცია. თითოეული ACS-ისთვის შეგიძლიათ აირჩიოთ თქვენი საკუთარი ოპტიმალური პირობები. აქ ჩვენ ვუწოდებთ საკონტროლო პროცესს ეტაპობრივი მითითების მოქმედებით ოპტიმალურად, თუ ის ერთფეროვანია და საკონტროლო დრო t p მინიმალურია x (t) შეყვანის მნიშვნელობის შეზღუდული მეორე წარმოებულისთვის.

აღვნიშნოთ.

ოპტიმალური სისტემის გადასვლის პროცესის დრო აღინიშნა t min.

კონტროლის პროცესი იქნება ოპტიმალური, თუ აჩქარებას g აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა g m და ცვლის ნიშანს, ე.ი.

შემდეგ (127)

(128)-ზე

x 0 (t) არის კონტროლირებადი მნიშვნელობა ოპტიმალურ პროცესში.

For და შემდეგ for შეიძლება დაიწეროს ფორმაში

(1) - (3) ერთეულის საფეხურის ფუნქციების გამოყენებით, ჩვენ ვიღებთ

დამოკიდებულებიდან (130) შეიძლება მიიღოთ

შეყვანის მოქმედების სიდიდიდან გამომდინარე, ჩვენ შეიცვლება

დაე იყოს .

ეს არის მინიმალური დრო საფეხურის სიგნალის g 0 დასამუშავებლად, კონტროლირებადი მნიშვნელობის აჩქარებით, რომელიც არ აღემატება გ მ.

ვიპოვოთ დახურული ოპტიმალური სისტემის გადაცემის ფუნქცია

(130), (131) გათვალისწინებით ვიღებთ

განვსაზღვროთ ღია მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქცია. Ჩვენ გვაქვს

და შემდეგ (132) და (133)-დან ვპოულობთ

შედეგად მიღებული გადაცემის ფუნქცია არის ტრანსცენდენტული ფუნქცია p. ეს ნიშნავს, რომ ოპტიმალური კონტროლის პროცესის მიღებული ფორმა, რომელიც განსაზღვრულია გამოხატულებით (130) არ შეიძლება ზუსტად განხორციელდეს ხაზოვანი სტაციონარული ACS-ით. თუმცა, ის განსაზღვრავს იმ ზღვარს, რომელსაც უნდა მივუდგეთ მუდმივი პარამეტრების მქონე ხაზოვან სისტემაში პროცესებს.

დამოკიდებულება (134) საშუალებას გაძლევთ განსაზღვროთ ოპტიმალური ACS-ის LFC.

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

გამოქვეყნდა http://www.allbest.ru//

გამოქვეყნდა http://www.allbest.ru//

რუსეთის ფედერაციის განათლებისა და მეცნიერების სამინისტრო

FGBOU VO ივანოვოს ტექნიკური კიბერნეტიკისა და ავტომატიზაციის სახელმწიფო ქიმიურ-ტექნოლოგიური უნივერსიტეტი.

საკურსო სამუშაო

დისციპლინის მიხედვით: ავტომატური მართვის თეორია

თემა: ავტომატური მართვის სისტემების სინთეზი

ივანოვო 2016 წელი

საკონტროლო ობიექტის გარდამავალი ფუნქცია

ცხრილი 1. საკონტროლო ობიექტის გარდამავალი ფუნქცია.

ანოტაცია

ამ საკურსო ნაშრომში კვლევის ობიექტია სტაციონარული ინერციული ობიექტი დაყოვნებით, რომელიც წარმოდგენილია გარდამავალი ფუნქციით, ასევე მისი კონტროლის სისტემა.

კვლევის მეთოდები წარმოადგენს ავტომატური მართვის, მათემატიკური და სიმულაციური მოდელირების თეორიის ელემენტებს.

იდენტიფიკაციის მეთოდების, მიახლოების და გრაფიკული მეთოდის დახმარებით მიიღეს ობიექტების მოდელები გადაცემის ფუნქციების სახით, შეიქმნა მოდელი, რომელიც ყველაზე ზუსტად აღწერს მოცემულ ობიექტს.

ობიექტის მოდელის არჩევის შემდეგ განხორციელდა კონტროლერის დარეგულირების პარამეტრების გამოთვლები Ziegler-Nichols-ის მეთოდებისა და გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლების გამოყენებით.

მეთოდის დასადგენად, რომლითაც იქნა ნაპოვნი დახურული მარყუჟის ავტომატური მართვის სისტემის კონტროლერის საუკეთესო პარამეტრები, მისი სიმულაცია მოხდა Matlab-ის გარემოში Simulink პაკეტის გამოყენებით. სიმულაციის შედეგების საფუძველზე შეირჩა მეთოდი, რომლის დახმარებითაც გამოითვალა რეგულატორის პარამეტრები, რომლებიც საუკეთესოდ აკმაყოფილებენ მითითებულ ხარისხის კრიტერიუმს.

ასევე გაკეთდა მრავალგანზომილებიანი ობიექტის მართვის სისტემის სინთეზი: კასკადური მართვის სისტემა, კომბინირებული მართვის სისტემა, ავტონომიური მართვის სისტემა. გამოითვალა PI-რეგულატორების, კომპენსატორების რეგულირების პარამეტრები, მიღებული იყო პასუხები ტიპიურ გავლენებზე.

საკვანძო სიტყვების სია:

საკონტროლო ობიექტი, კონტროლერი, პარამეტრები, კონტროლის სისტემა.

მოცულობის დეტალები:

სამუშაო გვერდების რაოდენობა

ცხრილების რაოდენობა

ილუსტრაციების რაოდენობა - 32

გამოყენებული წყაროების რაოდენობა - 3

შესავალი

ამ საკურსო ნაშრომში საწყისი მონაცემები არის საკონტროლო ობიექტის გარდამავალი ფუნქცია ერთ-ერთი დინამიური არხის გასწვრივ. აუცილებელია გარდამავალი ფუნქციით განსაზღვრული ობიექტის პარამეტრული იდენტიფიკაცია გრაფიკული მეთოდით, დაახლოებისა და იდენტიფიკაციის მეთოდებით.

მიღებული მონაცემების საფუძველზე ვადგენთ, რომელი მოდელი უფრო ზუსტად აღწერს მოცემულ ობიექტს. ამ პრობლემის გადაწყვეტა საკმაოდ აქტუალური პრობლემაა, რადგან ხშირად ჩვენ გვაქვს არა თავად მათემატიკური მოდელი, არამედ მხოლოდ მისი აჩქარების მრუდი.

ობიექტის მოდელის არჩევის შემდეგ, ჩვენ ვიანგარიშებთ PI კონტროლერის პარამეტრებს. გაანგარიშება ხორციელდება Ziegler-Nichols-ის მეთოდებისა და გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლების გამოყენებით. რათა დადგინდეს, რა მეთოდით იქნა ნაპოვნი საუკეთესო პარამეტრებირეგულატორი, ჩვენ ვიყენებთ პროცესის აორთქლების ხარისხს, როგორც ხარისხის კრიტერიუმს.

ამ ნაშრომში ხორციელდება სამი ტიპის მრავალგანზომილებიანი ობიექტის კონტროლის სისტემის სინთეზი: ავტონომიური, კასკადი, კომბინირებული. გამოითვლება რეგულატორების რეგულირების პარამეტრები, გამოკვლეულია სისტემის პასუხები სხვადასხვა არხებით ტიპიურ ქმედებებზე.

ეს კურსი საგანმანათლებლო სამუშაოა. მისი შესრულების დროს მიღებული უნარები შეიძლება გამოყენებულ იქნას შესრულების დროს კურსის ნაშრომიმართვის სისტემების მოდელირებისა და საბოლოო საკვალიფიკაციო სამუშაოების შესახებ.

1.ობიექტის იდენტიფიკაცია

1.1 იდენტიფიკაცია System Identification ToolBox აპლიკაციის გამოყენებით

იდენტიფიკაცია არის გამომავალი და შეყვანის სიგნალებს შორის ურთიერთობის განსაზღვრა ხარისხობრივ დონეზე.

იდენტიფიკაციისთვის ჩვენ ვიყენებთ System Identification ToolBox პაკეტს. მოდით ავაშენოთ მოდელი simulink-ში.

სურათი 1.1.1. იდენტიფიკაციის სქემა.

ident ბრძანების გამოყენებით გადადით სისტემის იდენტიფიკაციის ხელსაწყოთა ყუთში.

ნახ.1.1.2. სისტემის იდენტიფიკაციის ინსტრუმენტების ყუთი.

ჩვენ იმპორტირებს მონაცემებს სისტემის იდენტიფიკაციის ინსტრუმენტთა ყუთში:

სურათი 1.1.3. მონაცემთა იმპორტი

ჩვენ ვიღებთ გადაცემის ფუნქციის კოეფიციენტებს:

სურათი 1.1.4. იდენტიფიკაციის შედეგები

K = 44,9994 T = 9,0905

1.2 მორგება Curve Fitting Toolbox-ის გამოყენებით

დაახლოება ან დაახლოება არის მეთოდი, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ ობიექტის რიცხვითი მახასიათებლები და თვისებები, პრობლემის შემცირება უფრო მარტივი ან მოსახერხებელი ობიექტების შესწავლამდე.

მიახლოებისთვის ვიყენებთ Curve Fitting Toolbox პაკეტს და ვაშენებთ მოდელს simulink-ში შეფერხების ბმულის გარეშე.

ნახ.1.2.1. მიახლოების განხორციელების სქემა.

cftool ბრძანების გამოყენებით გადადით Curve Fitting Toolbox-ზე. x ღერძზე ვირჩევთ დროს, ხოლო y ღერძზე გამომავალი მნიშვნელობები. ობიექტს აღვწერთ a-b * exp (-c * x) ფუნქციით. ვიღებთ a, b და c კოეფიციენტებს.

ნახ.1.2.2. მიახლოების შედეგები.

K = (a + b) / 2 = 45 T =

1.3 დაახლოება ელემენტარული ბმულებით (გრაფიკული მეთოდი)

ნახ.1.3.1. გრაფიკული მეთოდი

განსაზღვრეთ შეფერხების დრო. K-ის დასადგენად, ჩვენ ვხაზავთ სწორ ხაზს დადგენილი მნიშვნელობიდან ორდინატთა ღერძამდე. დროის მუდმივის დასადგენად მრუდზე ტანგენსი დავხატოთ მდგრადი მდგომარეობის მნიშვნელობის სწორ ხაზთან გადაკვეთამდე, გადაკვეთის წერტილიდან გავავლოთ აბსცისის ღერძის პერპენდიკულარული, მიღებულ მნიშვნელობას გამოვაკლოთ დაყოვნების დრო.

K = 45 T = 47

1.4 გარდამავალი ფუნქციების შედარება

სამი მეთოდის შესადარებლად ვიანგარიშებთ თითოეული მეთოდის ცდომილებას, ვპოულობთ შეცდომების კვადრატების ჯამს და ვპოულობთ დისპერსიას. ამისთვის ავაშენოთ მოდელი simulink-ში და შევცვალოთ მიღებული პარამეტრები.

ნახ.1.4.1. გარდამავალი ფუნქციების შედარება.

კვლევის ობიექტის გადაცემის ფუნქციის პარამეტრები მიღებული იქნა სამი მეთოდით. ობიექტის მიღებული მათემატიკური მოდელის შეფასების კრიტერიუმია შეცდომის ვარიაცია და ამ მაჩვენებლისთვის საუკეთესო შედეგები აღინიშნება მიახლოების მეთოდში Curve Fitting Tool-ის გამოყენებით. გარდა ამისა, ობიექტის მათემატიკურ მოდელად ვიღებთ: W = 45 / (1 / 0.022222 + 1) * e ^ (- 22.5p).

2. მარეგულირებელი კანონის არჩევანი

ჩვენ ვირჩევთ მარეგულირებელს თანაფარდობიდან

მას შემდეგ, ჩვენ ვირჩევთ PI კონტროლერს.

3. ACS-ის სინთეზი ერთგანზომილებიანი ობიექტის მიერ

3.1 ACS-ის გაანგარიშება Ziegler-Nichols მეთოდით

ზიგლერ-ნიკოლსის მეთოდი ეფუძნება Nyquist კრიტერიუმს. მეთოდის არსი არის პროპორციული კონტროლერის პოვნა, რომელიც მიიყვანს დახურული მარყუჟის სისტემას სტაბილურობის საზღვრამდე და იპოვნეთ ოპერაციული სიხშირე.

მოცემული გადაცემის ფუნქციისთვის ვპოულობთ ფაზა-სიხშირის პასუხს და გამოვსახავთ მის გრაფიკს.

ოპერაციული სიხშირე განვსაზღვროთ, როგორც ფაზური პასუხის ს გადაკვეთის წერტილის აბსციზა, მუშაობის სიხშირე არის 0,082.

ბრინჯი. 3.1.1 სამუშაო სიხშირის პოვნა

გამოვთვალოთ PI კონტროლერის პარამეტრები გამოთვალეთ Kcr კოეფიციენტი:

მიღებული მნიშვნელობიდან ვიანგარიშებთ პროპორციულობის კოეფიციენტს:

ჩვენ ვიანგარიშებთ იზოდრომის დროს:

მოდი ვიპოვოთ ურთიერთობა:

ბრინჯი. 3.1.2 სისტემის პასუხი საკონტროლო არხის მეშვეობით ნაბიჯის ფუნქციაზე

ბრინჯი. 3.1.3 სისტემის რეაქცია დარღვევის არხის გასწვრივ საფეხურის ფუნქციაზე

ბრინჯი. 3.1.4 სისტემის პასუხი დარღვევის არხის გასწვრივ იმპულსური ფუნქციისკენ

ბრინჯი. 3.1.5 სისტემის პასუხი საკონტროლო არხის მეშვეობით იმპულსის ფუნქციაზე

გამოვთვალოთ შესუსტების ხარისხი ფორმულით:

იპოვეთ შესუსტების ხარისხის საშუალო მნიშვნელობა 0,93 და შეადარეთ 0,85 ნამდვილ მნიშვნელობას.

3.2 ACS-ის გაანგარიშება გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლებით

ეს მეთოდი მთლიანად ეფუძნება მოდიფიცირებული Nyquist კრიტერიუმის გამოყენებას (ე. დუდნიკოვის კრიტერიუმი), რომელიც ამბობს: თუ ღია მარყუჟის სისტემა სტაბილურია და მისი გაფართოებული ამპლიტუდა-ფაზის მახასიათებელი გადის წერტილში კოორდინატებით [-1, j0] , მაშინ დახურული მარყუჟის სისტემა არა მხოლოდ სტაბილური იქნება, არამედ მას ექნება სტაბილურობის გარკვეული ზღვარი, რომელიც განისაზღვრება რხევის ხარისხით.

- (3.2.1) გაფართოებული ღია მარყუჟის სისტემის სიხშირეზე პასუხი;

- (3.2.2) ღია მარყუჟის სისტემის დამახასიათებელი გაფართოებული ფაზა-სიხშირე.

PI კონტროლერისთვის, გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლებია:

გაანგარიშება Mathcad გარემოში:

W = 0,85 მ = 0,302

მოდით გამოვთვალოთ PI კონტროლერის პარამეტრი Mathcad გარემოში:

მოდით გადავიდეთ ობიექტის გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლების არეალზე. ამისათვის მოდით გავაკეთოთ ჩანაცვლება:

მოდით გადავიდეთ რეგულატორის გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლების არეალზე:

რეგულატორის გაფართოებული სიხშირის პასუხი:

რეგულატორის გაფართოებული ფაზა-სიხშირის პასუხი:

განტოლების (3.2.6) გარკვეული გარდაქმნების შემდეგ ვიღებთ:

მოდით ავაშენოთ გრაფიკი:

ნახაზი 3.2.1 პარამეტრების დაყენება გაფართოებული სიხშირის პასუხის მეთოდის გამოყენებით

გრაფიკიდან ვიანგარიშებთ Kp / Tu-ს მაქსიმალურ მნიშვნელობას პირველ ორბიტაზე და Kp-ის შესაბამის მნიშვნელობას:

კპ = 0,00565 კპ / ტუ = 0,00034

მოდით გამოვიკვლიოთ სისტემის რეაქცია ტიპიურ სიგნალებზე კონტროლისა და დარღვევის არხების მეშვეობით.

გარდამავალი ფუნქცია საკონტროლო არხით:

ბრინჯი. 3.2.2 სისტემის პასუხი საკონტროლო არხის მეშვეობით ნაბიჯის ფუნქციაზე

გარდამავალი ფუნქცია აშლილობის არხისთვის:

ბრინჯი. 3.2.3 სისტემის რეაქცია დარღვევის არხის გასწვრივ საფეხურის ფუნქციაზე

იმპულსური გარდამავალი ფუნქცია არეულობის არხის გასწვრივ:

ბრინჯი. 3.2.4 სისტემის პასუხი დარღვევის არხის გასწვრივ იმპულსური ფუნქციისკენ

პულსის გარდამავალი ფუნქცია საკონტროლო არხზე:

ბრინჯი. 3.2.5 სისტემის პასუხი საკონტროლო არხის მეშვეობით იმპულსის ფუნქციაზე

მოდით გამოვთვალოთ შესუსტების ხარისხი:

გარდამავალი ფუნქციისთვის საკონტროლო არხით

პერტურბაციის არხის გასწვრივ გადასვლის ფუნქციისთვის

იმპულსური გარდამავალი ფუნქციისთვის პერტურბაციის არხის გასწვრივ

საკონტროლო არხზე იმპულსური გარდამავალი ფუნქციისთვის

იპოვეთ შესუსტების ხარისხის საშუალო მნიშვნელობა 0,98 და შეადარეთ 0,85 ნამდვილ მნიშვნელობას.

გაფართოებული სიხშირის მახასიათებლების მეთოდისა და ზიგლერ-ნიკოლსის მეთოდის გამოყენებით, გამოითვალა PI კონტროლერის რეგულირების პარამეტრები და შესუსტების ხარისხი. ზიგლერ-ნიკოლსის მეთოდით მიღებული შესუსტების ხარისხის საშუალო მნიშვნელობა 9,41%-ით აღემატება ნამდვილ მნიშვნელობას. გაფართოებული სიხშირეზე რეაგირების მეთოდით მიღებული შესუსტების ხარისხის საშუალო მნიშვნელობა 15,29%-ით აჭარბებდა ნამდვილ მნიშვნელობას. აქედან გამომდინარეობს, რომ უმჯობესია გამოიყენოთ Ziegler-Nichols მეთოდით მიღებული მნიშვნელობები.

4. მრავალგანზომილებიანი ობიექტის მართვის ავტომატური სისტემების სინთეზი

4.1 კასკადური მართვის სისტემების სინთეზი

კასკადური სისტემები გამოიყენება საკონტროლო არხის გასწვრივ მაღალი ინერციის მქონე ობიექტების ავტომატიზაციისთვის, თუ შეგიძლიათ აირჩიოთ შუალედური კოორდინატი, რომელიც ნაკლებად ინერციულია ყველაზე საშიში დარღვევების მიმართ და გამოიყენოთ იგივე საკონტროლო მოქმედება, როგორც ობიექტის მთავარი გამოსავალი.

ბრინჯი. 4.1.1 კასკადის მართვის სისტემა

ამ შემთხვევაში, კონტროლის სისტემა მოიცავს ორ რეგულატორის - მთავარ (გარე) რეგულატორის, რომელიც ემსახურება y ობიექტის ძირითადი გამომავალი სტაბილიზაციას და დამხმარე (შიდა) რეგულატორის, რომელიც შექმნილია დამხმარე კოორდინატის y1 რეგულირებისთვის. დამხმარე კონტროლერის მითითება არის პირველადი კონტროლერის გამომავალი.

კასკადის ACP-ის გაანგარიშება ითვალისწინებს ძირითადი და დამხმარე რეგულატორების პარამეტრების განსაზღვრას ობიექტის მოცემული დინამიური მახასიათებლებისთვის მთავარი და დამხმარე არხების გასწვრივ. ვინაიდან ძირითადი და დამხმარე რეგულატორების პარამეტრები ურთიერთდაკავშირებულია, ისინი გამოითვლება გამეორების მეთოდით.

გამეორების ყოველ საფეხურზე გამოითვლება შემცირებული ერთმარყუჟიანი ACP, რომელშიც ერთ-ერთი რეგულატორი პირობითად მიუთითებს ეკვივალენტურ ობიექტზე. მთავარი რეგულატორის ეკვივალენტური ობიექტია დახურული დამხმარე მარყუჟის და მთავარი საკონტროლო არხის სერიული კავშირი; მისი გადაცემის ფუნქცია უდრის:

(4.1.1.)

დამხმარე კონტროლერისთვის ექვივალენტური სადგურია დამხმარე არხისა და ძირითადი ღია მარყუჟის სისტემის პარალელური კავშირი. მისი გადაცემის ფუნქციაა:

(4.1.2.)

პირველი გამეორების საფეხურიდან გამომდინარე, განასხვავებენ კასკადის ACP-ის გამოთვლის ორ მეთოდს:

1 მეთოდი. გაანგარიშება იწყება მთავარი რეგულატორით. მეთოდი გამოიყენება იმ შემთხვევებში, როდესაც დამხმარე არხის ინერცია გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მთავარი.

პირველ ეტაპზე ვარაუდობენ, რომ ძირითადი მიკროსქემის მუშაობის სიხშირე გაცილებით დაბალია, ვიდრე დამხმარე. შემდეგ:

(4.1.3.)

ამრიგად, პირველ მიახლოებაში მთავარი რეგულატორის პარამეტრები არ არის დამოკიდებული დამხმარე რეგულატორის პარამეტრებზე და გვხვდება WE0bas (p) მიერ.

მეორე ეტაპზე გამოითვლება დამხმარე კონტროლერის პარამეტრები ექვივალენტური ობიექტისთვის.

სავარაუდო გამოთვლების შემთხვევაში, ისინი შემოიფარგლება პირველი ორი ნაბიჯით. ზუსტი გამოთვლების შემთხვევაში, ისინი გრძელდება მანამ, სანამ ორ თანმიმდევრულ გამეორებაში ნაპოვნი რეგულატორების პარამეტრები არ დაემთხვევა მითითებულ სიზუსტეს.

მე-2 მეთოდი. გაანგარიშება იწყება დამხმარე რეგულატორით. პირველ ეტაპზე, ვარაუდობენ, რომ გარე რეგულატორი გამორთულია, ანუ:

ამრიგად, პირველი მიახლოებით, დამხმარე რეგულატორის პარამეტრები გვხვდება დამხმარე საკონტროლო არხისთვის ერთი მარყუჟის ACP-დან. მეორე ეტაპზე მთავარი კონტროლერის პარამეტრები გამოითვლება ექვივალენტური ობიექტის WE1osn (p) გადაცემის ფუნქციის გამოყენებით, დამხმარე კონტროლერის პარამეტრების გათვალისწინებით. დამხმარე რეგულატორის პარამეტრების გასარკვევად, გაანგარიშება ხორციელდება გადაცემის ფუნქციის გამოყენებით, რომელშიც ჩანაცვლებულია მთავარი რეგულატორის ნაპოვნი პარამეტრები. გამოთვლები ტარდება მანამ, სანამ დამხმარე რეგულატორის პარამეტრები, რომლებიც ნაპოვნია ორ თანმიმდევრულ გამეორებაში, არ დაემთხვევა მითითებულ სიზუსტეს.

მოდით გამოვთვალოთ დამხმარე PI კონტროლერის პარამეტრები:

ნახ.4.1.2. საკონტროლო არხის გასწვრივ ნაბიჯის მოქმედებაზე პასუხი

სურათი 4.1.3. რეაქცია პერტურბაციის არხის გასწვრივ ეტაპობრივ მოქმედებაზე

სურათი 4.1.4. საკონტროლო არხის გასწვრივ იმპულსური მოქმედების პასუხი

სურათი 4.1.5. პასუხი იმპულსურ მოქმედებაზე აშლილობის არხის გასწვრივ

სისტემა არის ამოცანის კოვარიანტული და პერტურბაციის ინვარიანტული. მთავარი კრიტერიუმი დაკმაყოფილებულია ხარისხიანი - კეთილიგადასვლის პროცესი. მეორე ხარისხის კრიტერიუმი კონტროლის დროის სახით არ არის დაკმაყოფილებული. დინამიური შეცდომის კრიტერიუმი დაკმაყოფილებულია.

4.2 კომბინირებული მართვის სისტემის სინთეზი

არის შემთხვევა, როდესაც ობიექტზე გამოიყენება ხისტი მოქმედებები, რომლებიც შეიძლება გაზომოს, მაგრამ არ არის შემოთავაზებული ერთი მარყუჟის მართვის სისტემა, არამედ ეგრეთ წოდებული კომბინირებული სისტემა, რომელიც არის ორი პრინციპის ერთობლიობა - უკუკავშირის პრინციპი და დარღვევების კომპენსაციის პრინციპი.

შემოთავაზებულია არეულობის ჩაჭრა ობიექტზე მათი ზემოქმედების წინ და მათი მოქმედების კომპენსირება დამხმარე რეგულატორის დახმარებით.

ნახ.4.2.1. კომბინირებული კონტროლის სისტემა

მოდით მივმართოთ ნახ. 1, გამომავალი რაოდენობის y უცვლელობის პირობა შემაშფოთებელ მოქმედებასთან yv:

აშლილობისადმი უცვლელობის პრინციპი: იმისათვის, რომ სისტემა იყოს უცვლელი პერტურბაციის მიმართ, მისი გადაცემის ფუნქცია საკონტროლო არხის გასწვრივ უნდა იყოს ნულის ტოლი. შემდეგ კომპენსატორის გადაცემის ფუნქცია ჩაიწერება:

(4.2.2.)

მოდით გამოვთვალოთ PI კონტროლერი კონტროლერ Mathcad-ში სტანდარტული ბინომიალური ნიუტონის ფორმების გამოყენებით:

ნაბიჯის მოქმედება საკონტროლო არხის გასწვრივ:

ნახ.4.2.2. საკონტროლო არხის გასწვრივ ნაბიჯის მოქმედებაზე პასუხი

ნაბიჯის მოქმედება არეულობის არხის გასწვრივ:

ნახ.4.2.3. რეაქცია პერტურბაციის არხის გასწვრივ ეტაპობრივ მოქმედებაზე

იმპულსური მოქმედება საკონტროლო არხზე:

ნახ.4.2.4. საკონტროლო არხის გასწვრივ იმპულსური მოქმედების პასუხი

იმპულსური მოქმედება არეულობის არხის გასწვრივ:

სურათი 4.2.5. პასუხი იმპულსურ მოქმედებაზე აშლილობის არხის გასწვრივ

სისტემა არის ამოცანის კოვარიანტული და პერტურბაციის ინვარიანტული. ხარისხის კრიტერიუმი კონტროლის დროის სახით არ არის დაცული. დინამიური შეცდომის კრიტერიუმი არ არის დაკმაყოფილებული. სისტემა უცვლელია აშლილობის მიმართ სტატიკაში, მაგრამ არა დინამიკაში ინვარიანტულია მასში შემავალი ელემენტების ინერციული თვისებების გამო.

4.3 ავტონომიური მართვის სისტემის სინთეზი

მრავალგანზომილებიანი ობიექტების მართვისას ხშირად ვხვდებით შემდეგ სურათს:

ბრინჯი. 4.3.1 საკონტროლო ობიექტი ორი შემავალი და ორი გამომავალი ცვლადით

X1, X2 - საკონტროლო ცვლადები

Y1, Y2 - კონტროლირებადი ცვლადები

U1, U2 - პირდაპირი ბმულები

P1, P2 - ჯვარედინი ბმულები.

თუ გამომავალი ცვლადი y1 საკონტროლო ცვლადად ვირჩევთ x2 ცვლადს, მაშინ ჯვარედინი არხების გამო საკონტროლო ცვლადი x2 გავლენას მოახდენს y1 ცვლადზე გადაცემის ფუნქციის W21 მეშვეობით, ხოლო საკონტროლო ცვლადი x1 გავლენას მოახდენს y2-დან W12-მდე. ეს გარემოებები მნიშვნელოვნად ართულებს ასეთი სისტემის გამოთვლას.

გაანგარიშების ამოცანა მნიშვნელოვნად გამარტივებულია, თუ სისტემაზე დაწესდება დამატებითი მოთხოვნები - მოთხოვნები საკონტროლო არხების ავტონომიის შესახებ. საკონტროლო არხების ავტონომია მიიღწევა შეყვანის ცვლადებს შორის დამატებითი კავშირების შემოღებით, ასეთ მოწყობილობებს კომპენსატორები ეწოდება.

ბრინჯი. 4.3.2 ორგანზომილებიანი ობიექტების მართვის სისტემა

კომპენსატორების დანერგვის შედეგად გამოჩნდა ახალი საკონტროლო ცვლადები, რომლებიც გავლენას ახდენენ საწყის ცვლადებზე, კომპენსაციის ეფექტის გათვალისწინებით.

ჩვენ ვიანგარიშებთ კომპენსატორების გადაცემის ფუნქციებს:

ჩვენ ვიანგარიშებთ PI კონტროლერების დარეგულირების პარამეტრებს სტანდარტული ბინომიური ნიუტონის ფორმების გამოყენებით.

მოდით გამოვთვალოთ პირველი PI კონტროლერი Mathcad-ში:

მოდით გამოვთვალოთ მეორე PI კონტროლერი Mathcad-ში:

გარდამავალი ფუნქცია პირველი საკონტროლო არხისთვის:

ბრინჯი. 4.3.3. სისტემის პასუხი ნაბიჯის მოქმედებაზე

გარდამავალი ფუნქცია მეორე საკონტროლო არხზე:

ბრინჯი. 4.3.4. სისტემის პასუხი ნაბიჯის მოქმედებაზე

სისტემა არის ამოცანის კოვარიანტული და პერტურბაციის ინვარიანტული. შესრულებულია ძირითადი ხარისხის კრიტერიუმი - გარდამავალი პროცესის ტიპი. მეორე ხარისხის კრიტერიუმი დაკმაყოფილებულია დროის სახით.

დასკვნა

ნაშრომის პირველ აბზაცში განხილული იქნა ცხრილში მითითებული ფუნქციების იდენტიფიცირების მეთოდები. განხილული იყო სამი მეთოდი: იდენტიფიკაციის მეთოდი System Identification ToolBox-ის გამოყენებით, დაახლოების მეთოდი Curve Fitting Toolbox პაკეტის გამოყენებით და ელემენტარული ბმულის დაახლოების მეთოდი. დაახლოების შედეგების მიხედვით შეირჩა ყველაზე ადეკვატური მოდელი. აღმოჩნდა, რომ ეს იყო მიახლოებით მიღებული მოდელი Curve Fitting Tool-ის გამოყენებით.

შემდეგ განისაზღვრა რეგულირების კანონი და PI კონტროლერის პარამეტრები გამოითვალა ორი მეთოდით: გაფართოებული სიხშირის პასუხის მეთოდით და Ziegler-Nichols მეთოდით. შესუსტების მაჩვენებლების შედარებისას დადგინდა, რომ უმჯობესია გამოიყენოთ Ziegler-Nichols მეთოდით მიღებული მნიშვნელობები.

კურსის მუშაობის მეოთხე პუნქტი იყო სისტემების მოდელირება. ჩვენ განვახორციელეთ კონტროლის სისტემების სინთეზი მრავალგანზომილებიანი ობიექტისთვის. ამ სისტემებისთვის გამოითვალა არეულობის კომპენსატორები, ასევე PI კონტროლერები, რომელთა გამოსათვლელად გამოყენებული იქნა ნიუტონის სტანდარტული ბინომიალური ფორმები. მიღებული იყო სისტემების პასუხები ტიპიური შეყვანის მოქმედებებზე.

გამოყენებული წყაროების სია

ავტომატური კონტროლის თეორია: სახელმძღვანელო უნივერსიტეტებისთვის / V. Ya. Rotach. - მე-5 გამოცემა, რევ. და დაამატეთ. - M .: გამომცემლობა MEI, 2008. - 396გვ., ილ.

მოდალური კონტროლისა და დაკვირვების მოწყობილობები / ნ.ტ. კუზოვკოვი. - M .: "მექანიკური ინჟინერია", 1976. - 184გვ.

Matlab საკონსულტაციო ცენტრი [ელექტრონული რესურსი] // MATLAB.Exponenta, 2001-2014. URL: http://matlab.exponenta.ru. შესვლის თარიღი: 12.03.2016წ.

გამოქვეყნებულია Allbest.ru-ზე

...

მსგავსი დოკუმენტები

ალტერნატიული გაფართოებული სიხშირის პასუხის მეთოდის ანალიზი. პროგრამის დანერგვა MatLab-ის გარემოში, საკონტროლო ობიექტის გადაცემის ფუნქციის, კონტროლერის პარამეტრების დახურული ACS-ის გარდამავალი პროცესის ხარისხის პარამეტრების გაანგარიშების მიზნით.

ლაბორატორიული სამუშაო, დამატებულია 11/05/2016 წ


გაფართოებული სიხშირის რეაგირების მეთოდი. ხარისხის მაჩვენებლების მოთხოვნების განხილვა. Matlab-ის გარემოში ავტომატური მართვის სისტემების სინთეზის კომპიუტერული მეთოდები. სისტემის თანაბარი შესუსტების ხაზის დახაზვა. ოპტიმალური რეგულატორის პარამეტრების განსაზღვრა.

ლაბორატორიული სამუშაო, დამატებულია 30.10.2016წ


დისკრეტული კონტროლერის გაანგარიშება, რომელიც უზრუნველყოფს გარდამავალი პროცესის მაქსიმალურ სიჩქარეს. ინტეგრალური კვადრატული კრიტერიუმის ფორმირება. კომპენსატორის სინთეზი, უწყვეტი და დისკრეტული კონტროლერი, კომპენსატორი, ოპტიმალური კონტროლის კანონი.

საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 19.12.2010


რეგულატორის შერჩევა საკონტროლო ობიექტისთვის მოცემული გადაცემის ფუნქციით. საკონტროლო ობიექტისა და ავტომატური მართვის სისტემის ანალიზი. საკონტროლო ობიექტის გარდამავალი და იმპულსური ფუნქციების შეფასება. სქემატური დიაგრამებირეგულატორი და შედარების მოწყობილობა.

ნაშრომი, დამატებულია 09/03/2012


პოზიციის, სიჩქარის, დენის რეგულატორების ტიპების შერჩევა, დასაბუთება, მათი პარამეტრების პარამეტრების გაანგარიშება. საკონტროლო სისტემის სინთეზი მოდალური და სიმეტრიული ოპტიმუმის მეთოდებით. კონტროლირებადი ობიექტის გარდამავალი მახასიათებლების აგება კონტროლირებადი მნიშვნელობების მიხედვით.

საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 04/01/2012


ავტომატური მართვის ობიექტის აღწერა ცვლად მდგომარეობებში. დახურული ხაზოვანი ანალოგური ციფრული სისტემის დისკრეტული გადაცემის ფუნქციის განსაზღვრა. სისტემის გარდამავალი პასუხის, კონტროლის სიგნალისა და სიხშირის პასუხის გრაფიკები.

ნაშრომი, დამატებულია 21/11/2012


კვაზი-სტაციონარული ობიექტის მართვის სისტემის სინთეზი. არასტაციონარული დინამიური ობიექტის მათემატიკური მოდელი. საკონტროლო სისტემის ბმულების გადაცემის ფუნქციები. სასურველი ლოგარითმული ამპლიტუდა-სიხშირის და ფაზა-სიხშირის მახასიათებლების გამოსახვა.

საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 14/06/2010


ობიექტის დინამიური მახასიათებლების განსაზღვრა. სიხშირისა და დროის მახასიათებლების განსაზღვრა და აგება. PI კონტროლერის ოპტიმალური პარამეტრების გაანგარიშება. სტაბილურობის შემოწმება ჰურვიცის კრიტერიუმით. გარდამავალი პროცესის მშენებლობა და მისი ხარისხი.

ნაშრომი დამატებულია 04/05/2014


ავტომატური მართვის სისტემის რეჟიმების გამოკვლევა. დახურული სისტემის გადაცემის ფუნქციის განსაზღვრა. ლოგარითმული ამპლიტუდის და ფაზის სიხშირის მახასიათებლების აგება. „ობიექტ-კონტროლერი“ სისტემის სინთეზი, ოპტიმალური პარამეტრების გამოთვლა.

საკურსო ნაშრომი დამატებულია 17/06/2011


სისტემის მოთხოვნების ფორმულირება და ელექტროძრავის პარამეტრების გაანგარიშება. მიმდინარე რეგულატორის სინთეზი. სიჩქარის კონტროლერის გაანგარიშება. დაქვემდებარებული მართვის სისტემაში გარდამავალი პროცესების გამოკვლევა „მატლაბის“ პროგრამის გამოყენებით. სარელეო სისტემის სინთეზი.

აქამდე ძირითადად შევისწავლეთ ACS-ის ანალიზის პრობლემა, როცა დახურული ACS-ის მათემატიკური მოდელი მიჩნეული იყო და საჭირო იყო მისი მუშაობის ხარისხის დადგენა: სტაბილურობა, შემავალი სიგნალის რეპროდუქციის სიზუსტე და ა.შ.

სინთეზის მნიშვნელოვანი და უფრო რთული პრობლემაა, როდესაც მოცემულია კონტროლირებადი ობიექტის (და შესაძლოა საზომი და აღმასრულებელი მოწყობილობის) მათემატიკური მოდელი. საჭიროა აირჩიოს ACS სტრუქტურა, კონტროლის კანონი და კონტროლერის პარამეტრების რიცხვითი მნიშვნელობები, რომლებიც განსაზღვრავენ ACS-ის სასურველ ხარისხს.

უკვე შევხვდით სინთეზის პრობლემებს. ACS-ის სინთეზი შეიძლება განხორციელდეს სტაბილურობის კრიტერიუმების, D- დაყოფის, ფესვების ჰოდოგრაფიის მეთოდების გამოყენებით.

ერთგანზომილებიანი ერთმარყუჟიანი ACS-ის სინთეზი ერთეული უკუკავშირით ღია მარყუჟის სისტემის LAFC-ის გამოყენებით

ეს მეთოდი იყენებს მჭიდრო კავშირს დახურული ACS-ის გარდამავალ ფუნქციას შორის ნაბიჯის ეფექტით და დახურული ACS-ის სიხშირეზე პასუხის რეალურ ნაწილს შორის.

Აქ . (1)

რომ. ღია მარყუჟის სისტემის სიხშირის მახასიათებლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას დახურული მარყუჟის სისტემის სიხშირის მახასიათებლების დასადგენად და პირიქით. არსებობს ნომოგრამები, რომლებიც აკავშირებს ამ სიხშირის მახასიათებლებს.

ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ გარდამავალი პროცესი (იხ. (1)).

უფრო მოსახერხებელია ACS სინთეზის პრობლემის გადაჭრა სიხშირის მახასიათებლებით, როდესაც სიხშირის მახასიათებლები გამოსახულია ლოგარითმული მასშტაბით.

ლოგარითმული მასშტაბით ორდინატთა ღერძის გასწვრივ ზედეპონირებულია დბ.

ამ თანაფარდობის 10-ჯერ ზრდა შეესაბამება ზრდას

აბსციზა გვიჩვენებს სიხშირეს ლოგარითმული მასშტაბით.

ათწლეული - სიხშირის ცვლილება 10-ჯერ.

სიხშირის მახასიათებლების ლოგარითმული შკალაზე გამოსახვის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ მათი დახატვა შესაძლებელია დაახლოებით, პრაქტიკულად გამოთვლების გარეშე.

Მოდი ავიღოთ ინერციული ბმული... მისი გადაცემის ფუნქცია,

სიხშირის პასუხი. სიხშირე, სადაც, ე.ი. - სიხშირე დაწყვილება.

LAFC-ის სავარაუდო კონსტრუქციით:

1) ჩვენ უგულებელყოფთ და, და დბ

2) უგულებელყოფა 1 და და ლოგარითმული მასშტაბით

განსაზღვრეთ დახრილობა:

ამიტომ, სიხშირეზე პასუხის აგება ლოგარითმული მასშტაბით, შეგიძლიათ შეცვალოთ მახასიათებლის კლებადი ნაწილი სწორი ხაზით დახრილობით. - 20 დბ / დეკ.ყველაზე დიდი შეცდომა იქნება მოსახვევის წერტილში ().

ინტეგრირებული ბმული.

ზე.

ჯერ განიხილეთ Მაგალითადმიახლოებითი LACH-ის აგების პრინციპი (PFC-ები გამოითვლება ზუსტად ფორმულების მიხედვით).

LAFC-ის კონსტრუქციის მიახლოება მდგომარეობს იმაში, რომ სიხშირეზე პასუხის მიხედვით:

1) როდესაც წევრი უგულებელყოფილია და ბმული განიხილება გამაძლიერებლად;

2) უგულებელყოფს 1-ს და განიხილავს მათ, როგორც ინტეგრირებულ კავშირს სიხშირის პასუხით, რომლის დახრილობა არის - 20 დბ / დეკდა ამპლიტუდის სიდიდეზე არის 20 ლკ.

სიხშირე, სადაც - ე.წ დაწყვილების სიხშირე.

მოდით განვსაზღვროთ დაწყვილების სიხშირეები, სადაც ()

რა იქნება, გაკეთებული ვარაუდების გათვალისწინებით:

ჩვენ გადავადებათ კონიუგაციის სიხშირე სიხშირის ღერძზე.

მშენებლობას ვიწყებთ ინტეგრაციული ლინკით: იმ სიხშირით, რომელსაც გადავადებთ 20ლგკ = 20ლგ100 = 40დბდა დახაზეთ ხაზი დახრილობით -20 დბ / დეკსიხშირეზე კიდევ ერთ ინტეგრირებულ რგოლს „ვაკავშირებთ“ – დახრილობა გახდა -40 დბ / დეკ

სიხშირეზე ორი განმასხვავებელი ბმული "დაკავშირებულია". ერთ განმასხვავებელ ბმულს აქვს დახრილობა + 20 დბ / დეკ, ორ ინტეგრირებულ ბმულს ექნება დახრილობა + 40 დბ / დეკ,შესაბამისად, შედეგად ფერდობზე იქნება -40 დბ / დეკ + 40 დბ / დეკ = 0 დბ / დეკ.

გამოითვლება ფაზა-სიხშირის პასუხი.

			1 ვარსკვლავი 2 ვარსკვლავი
0,2
0,8
∞

LAPH-ისა და PFC-ის დახმარებით არ არის რთული დახურული მარყუჟის სისტემის სტაბილურობის დადგენა.

Nyquist სტაბილურობის კრიტერიუმის მიხედვით, დახურული ACS სტაბილურია, თუ ღია სისტემის AFC აქვს ფორმა (ასტატიკური სისტემა):

სიხშირეზე ამპლიტუდა უდრის 1-ს და, შესაბამისად, ფაზის სტაბილურობის ზღვარს.

როდესაც ფაზა თანაბარია, მაშინ არის ამპლიტუდის სტაბილურობის ზღვარი.

ACS-ის სტაბილურობისთვის აუცილებელია, რომ

ACS-ის სინთეზი LAFC-ის გამოყენებით

ხორციელდება შემდეგნაირად:

ACS წარმოადგენს

იგი მოიცავს ობიექტს და ცნობილი ელემენტებირეგულატორი, მაგალითად, საზომი, აღმასრულებელი მოწყობილობები.

მაკორექტირებელი მოწყობილობა, რომელიც უნდა განისაზღვროს სინთეზის პროცესში.

შემდეგ ღია მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქცია

აქ არის ACS-ის გადაცემის ფუნქცია, რომლის დინამიკა აკმაყოფილებს დაპროექტებული სისტემის მოთხოვნებს.

შემდეგ ლოგარითმული მასშტაბით

მინიმალური ფაზის ACS-ისთვის, LAFC-ის ტიპი მთლიანად განსაზღვრავს გარდამავალ პროცესს და არ არის საჭირო ფაზა-სიხშირის პასუხის გათვალისწინება.

მინიმალური ფაზის ბმულები (სისტემები) არის ის, რომლებშიც მრიცხველისა და მნიშვნელის ფესვები განლაგებულია მარცხენა ნახევარსიბრტყეში. ამრიგად, მინიმალური ფაზის სისტემის გადაცემის ფუნქციას არ უნდა ჰქონდეს ნულები და პოლუსები მარცხენა ნახევარსიბრტყეში.

ტიპის მიხედვით შეგიძლიათ ჩაწეროთ მაკორექტირებელი ბმულის გადაცემის ფუნქცია. ამ შემთხვევაში, ის ასე გამოიყურება:

ლიტერატურა შეიცავს ცხრილებს, რომლებიც აკავშირებს სახეობებს

და მაკორექტირებელი მოწყობილობების შესაბამისი სქემებით, რომლებიც ახორციელებენ მათ. ზემოაღნიშნული შეიძლება განხორციელდეს შემდეგი მაკორექტირებელი ჯაჭვის სახით:

აი ჩვენც ვიცით.

განვსაზღვრავთ და გრაფიკის მიხედვით.

აქედან ვპოულობთ.

განრიგის მიხედვით ვადგენთ.

აქედან ჩვენ განვსაზღვრავთ.

აქედან ჩვენ განვსაზღვრავთ.

აქედან ჩვენ განვსაზღვრავთ.

აქედან ჩვენ განვსაზღვრავთ.

აქედან ჩვენ განვსაზღვრავთ.

მაკორექტირებელი ბმულის პარამეტრების დადგენის შემდეგ, ჩვენ მას სისტემაში ვნერგავთ და ვაკეთებთ ACS-ის სიმულაციას, ვიღებთ გარდამავალ პროცესს. თუ ეს არ ჯდება, ჩვენ ვცვლით ბმულის პარამეტრებს.

მოთხოვნები .

ღია მარყუჟის სისტემის სასურველი LFC აგებულია სისტემის ზოგადი მოთხოვნებიდან:

1. სიზუსტე (განსაზღვრავს მოგებას),

2. ასტატიზმის ორდერი,

3. გარდამავალი დრო,

4. გადაჭარბება.

1.უნდა გადაკვეთოს სიხშირის ღერძი იმ წერტილში, რომელიც უზრუნველყოფს მოცემულ გარდამავალ დროს

ან შეგიძლიათ სხვაგვარად გააკეთოთ:

გვხვდება დამოკიდებულების განმსაზღვრელი ნომოგრამებიდან, აქ - გადაჭარბება.

Მაგალითად,

2. იმისთვის, რომ ACS იყოს სტაბილური, მან უნდა გადაკვეთოს სიხშირის ღერძი დახრილობით. - 20 დბ / დეკ.

3. უზრუნველყოს მითითებული

4. მახასიათებლის შუა სიხშირის ნაწილი უნდა გაკეთდეს რაც შეიძლება ფართო. რაც უფრო დიდია დიაპაზონი, მით უფრო ახლოს არის პროცესი ექსპონენციასთან.

შუა სიხშირის ნაწილი ძირითადად განსაზღვრავს გარდამავალი პროცესის ხარისხს.

დაბალი სიხშირის ნაწილი განსაზღვრავს კონტროლის პროცესის სიზუსტეს.

ცენტრალური ხაზის ბოლო წერტილების განსაზღვრის კიდევ ერთი გზა არსებობს:

LPFC-ით განსაზღვრული ფაზის მდგრადობის ზღვარი არ უნდა იყოს ნაკლები

სტაბილურობის ზღვარი მოდულში (ამპლიტუდაში) წერტილში L 2არჩეულია გადაჭარბების მიხედვით:

LAFC-ის ცენტრალური მონაკვეთის კონიუგაცია დაბალი სიხშირის ნაწილთან კეთდება სწორი ხაზით დახრილობით. - 40 დბ / დეკან - 60 დბ / დეკ.

მაღალი სიხშირის ნაწილი, რათა არ გართულდეს მაკორექტირებელი მოწყობილობა, არჩეულია ორიგინალური LFC-ის მსგავსი.

მშენებლობის შემდეგ, თქვენ უნდა შეამოწმოთ ფაზის სტაბილურობის ზღვარი. (ჩართულია)

სამწუხაროდ, სინთეზის ეს მეთოდი არ იძლევა გარანტიას გარდამავალი პროცესის საჭირო ხარისხზე.

ACS-ის სინთეზის გაანგარიშების პროცედურა თანმიმდევრობით

მაკორექტირებელი მოწყობილობა

1. ACS-ის უცვლელი ნაწილის LAFC აგებულია (მასწორებელი მოწყობილობის გარეშე

აყრიან).

2. მითითებული ხარისხის მოთხოვნების მიხედვით, შენდება სასურველი LAFC.

3. შესაბამისი LPCH აგებულია.

4. განისაზღვრება ამპლიტუდისა და ფაზის მდგრადობის ზღვრები.

5. გამოკლებით იპოვეთ მაკორექტირებელი მოწყობილობის LAFC.

6. მისი ტექნიკური ანალოგის არჩევით.

7. თუ ტექნიკური ანალოგი განსხვავებულია, ის უნდა გამოსწორდეს ტექნიკური ანალოგის გათვალისწინებით.

თუ კარგი შედეგი მიიღება, მაშინ სინთეზის პრობლემის გადაწყვეტა მთავრდება. თუ შედეგი არ არის დამაკმაყოფილებელი, არჩეულია სხვა ანალოგი.

ACS-ის სინთეზი ფესვის ჰოდოგრაფის მეთოდით

დაპროექტებული ACS-ის ხარისხი სიჩქარისა და სტაბილურობის ზღვრის თვალსაზრისით შეიძლება დახასიათდეს მრიცხველის ფესვებისა და დახურული მარყუჟის სისტემის გადაცემის ფუნქციის მნიშვნელის მდებარეობით.

ფესვების ცოდნით, შეგიძლიათ ასახოთ მათი მდებარეობა რთულ სიბრტყეზე. ფესვების დადგენა შესაძლებელია სტანდარტული პროგრამების გამოყენებით გათვლებით.

რაც მეტია - სტაბილურობის ხარისხი და რაც უფრო ნაკლები - რხევის ხარისხი, მით უკეთესია ACS-ის ხარისხი.

ნებისმიერი პარამეტრის მნიშვნელობის გლუვი ცვლილებით, ფესვები გადაადგილდებიან ფესვების სიბრტყეზე, დახაზავენ გარკვეული მრუდი, რომელსაც ეწოდება ფესვების ტრაექტორია ან ფესვის ჰოდოგრაფი. ყველა ფესვის ტრაექტორიის აგების შემდეგ, შესაძლებელია აირჩიოთ ცვლადი პარამეტრების ისეთი მნიშვნელობა, რომელიც შეესაბამება ფესვების საუკეთესო მდებარეობას.

იყოს დახურული სისტემის გადაცემის ფუნქცია

მრიცხველისა და მნიშვნელის კოეფიციენტები გარკვეულწილად გამოიხატება ობიექტის, რეგულატორის, მაკორექტირებელი მოწყობილობების პარამეტრებით. თუ რომელიმე პარამეტრის მნიშვნელობის არჩევა გჭირდებათ, მაშინ უნდა აიღოთ რამდენიმე მუდმივი მნიშვნელობა ყველა სხვა პარამეტრისთვის და დააყენოთ სხვადასხვა რიცხვითი მნიშვნელობები სასურველი პარამეტრისთვის. ცვლადი პარამეტრის თითოეული მითითებული მნიშვნელობისთვის აუცილებელია მრიცხველისა და მნიშვნელის ფესვების მნიშვნელობების გამოთვლა და ფესვების ტრაექტორიების აგება, რომლის გასწვრივ შეირჩევა პარამეტრის მნიშვნელობა, რომელიც უზრუნველყოფს ფესვების საუკეთესო მდებარეობას.

სინთეზი სტანდარტული ტრანზიენტების გამოყენებით

(სტანდარტული შანსების მეთოდი)

ამ მეთოდის გამოყენების განსაკუთრებული გზაა ვიშნეგრადსკის დიაგრამა მესამე რიგის სისტემებისთვის.

სტანდარტული გარდამავალი პროცესები აგებულია ნორმალიზებული ფორმით ერთი შეყვანის მოქმედებისთვის განზომილებიანი დროით, სადაც

ხაზოვანი ACS-ის სინთეზი სტაბილურობის საზღვრებისა და სტაბილურობის მოცემული ხარისხის საზღვრების იდენტიფიცირებით

ხაზგასმის მეთოდი D- ტიხრებისტაბილურობის ზონა, ამ ზონაში უნდა ავირჩიოთ სამუშაო წერტილი (სისტემის პარამეტრებით განსაზღვრული). თუმცა, სხვადასხვა წერტილები შეესაბამება დამახასიათებელი განტოლების ფესვების განსხვავებულ განაწილებას და, შესაბამისად, გარდამავალი პროცესის განსხვავებულ ბუნებას. მსურს კარგი გადასვლის პროცესი მქონდეს.

ცნობილია, რომ გარდამავალი პროცესის ხანგრძლივობა განისაზღვრება წარმოსახვით ღერძთან ყველაზე ახლოს მდებარე ფესვით.

თუ მოგვცეს საჭირო გარდამავალი დრო, მაშინ შეგვიძლია განვსაზღვროთ. თუ ფესვები განლაგებულია მარცხნივ, მაშინ გადასვლის პროცესის ხანგრძლივობა მითითებულზე ნაკლები იქნება. ...

თუ განტოლებაში (3) პარამეტრები, რომლის სიბრტყეშიც გვინდა ავაშენოთ მდგრადობის მოცემული ხარისხის საზღვარი, ხაზოვანი დამოუკიდებლად შედის მახასიათებელ განტოლებაში, მაშინ ადრე განხილული მეთოდი შეიძლება გამოვიყენოთ განტოლებაზე (3). D - ტიხრები.მონიშნული საზღვარი იქნება სტაბილურობის განსაზღვრული ხარისხის ხაზი.

სინთეზი გაგებულია, როგორც ოპტიმალური სისტემის აგება, შექმნა, დიზაინი, რეგულირება მის პარამეტრებთან მიმართებაში. ამიტომ, დიზაინერები, ATS-ის შემქმნელები არიან დაკავებულნი სინთეზში. უკვე შექმნილი სისტემების მუშაობისას, მაგალითად, კომერციულად ხელმისაწვდომი, ჩვენ შეგვიძლია ვისაუბროთ მხოლოდ პარამეტრების რეგულირებაზე, როდესაც სისტემა ტოვებს საჭირო რეჟიმებს ამა თუ იმ მიზეზით.

სინთეზის მეთოდები

1. საჭირო დანიშნულების ACS-ის შექმნისას, უპირველეს ყოვლისა, ზრუნავენ, რომ მან შეასრულოს თავისი კონტროლისა და რეგულირების ფუნქციები მოცემული სიზუსტით, ჰქონდეს ელემენტის ბაზის ოპტიმალური შემადგენლობა ტექნიკური და ეკონომიკური მაჩვენებლების (გამაძლიერებლების) თვალსაზრისით. , რეგულატორები, გადამყვანები, ძრავები, სენსორები და ა.შ.) ) ისე, რომ უზრუნველყოს საჭირო სიმძლავრე, სიჩქარე, მოძრაობის მომენტები, იყოს მარტივი, საიმედო, მარტივი გამოსაყენებელი და ეკონომიური.

ამ ეტაპზე დინამიკის საკითხების გათვალისწინება შესაძლებელია მხოლოდ უხეში მიახლოებით, მაგალითად, არ აირჩიოთ აშკარად არასტაბილური ელემენტები, დიდი დროის მუდმივებით, რეზონანსული და ა.შ.

2. სტატიკური მახასიათებლების უზრუნველყოფის, მოცემული ბრძანებების დამუშავების სიზუსტისა და მაღალი ტექნიკურ-ეკონომიკური მაჩვენებლების საკითხები ცენტრალურია ტექნოლოგიური პროცესებისა და ეკონომიისთვის და ყველაზე რთულად გადასაწყვეტია. ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ გარეშე კარგი ხარისხის ACS-ის დინამიური რეჟიმები არ მიიღება ექსპლუატაციაში, მისი სტრუქტურის სინთეზი საჭირო რეჟიმების უზრუნველსაყოფად ხორციელდება მეორე ეტაპზე, როდესაც წინასწარ არის დაყენებული ფუნქციური დიაგრამა, ელემენტების შემადგენლობა და სისტემის პარამეტრები. ორივე ეტაპის არანაირად ეფექტურად გაერთიანება შეუძლებელია.

ზოგადად, პირველ ეტაპზე დაპროექტებული ACS, როგორც წესი, არის მრავალწრეული სტრუქტურა რთული გადაცემის ფუნქციით, რომლის ანალიზი იძლევა არადამაკმაყოფილებელ შედეგებს გარდამავალი პროცესების ხარისხის თვალსაზრისით. ამიტომ საჭიროა მისი გამარტივება სასურველ მახასიათებლებზე და მორგება.

საჭირო ხარისხის ACS-ის სინთეზი

სისტემის სინთეზი უნდა განხორციელდეს სტრუქტურის შეცვლით საჭირო მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. სისტემის მახასიათებლებს, რომლებიც აკმაყოფილებს მოთხოვნებს, ეწოდება სასურველ მახასიათებლებს, განსხვავებით ერთჯერადი მახასიათებლებისგან, რომლებიც ორიგინალური არაოპტიმალური სისტემაა.

სასურველი მახასიათებლების აგების საფუძველია სისტემის საჭირო ინდიკატორები: სტაბილურობა, სიჩქარე, სიზუსტე და ა.შ. ვინაიდან ყველაზე გავრცელებულია ლოგარითმული სიხშირის მახასიათებლები, განვიხილავთ ACS-ის სინთეზს სასურველი LAFC და LPFC მიხედვით.

1. სასურველი მახასიათებლების აგება იწყება შუა სიხშირის განყოფილებით, რომელიც ახასიათებს სისტემის გარდამავალი პროცესის სტაბილურობას, სიჩქარეს და ფორმას. მისი პოზიცია განისაზღვრება ს.ჟ.-ის ათვლის სიხშირით. (სურათი 1.8.1).

ათვლის სიხშირე განისაზღვრება საჭირო გარდამავალი დრო tpp და დასაშვები გადაჭარბება:

ნახ. 2.

• 2. c წერტილის გავლით დახაზეთ სასურველი მახასიათებლების შუა სიხშირის ასიმპტოტა 20 დბ/დეკ დახრილობით (ნახ. 1.8.1.).
• 3. იპოვეთ დაბალი სიხშირის კომპონენტი 2-ით.

ჩვეულებრივ, ისინი დგინდება სისტემის ხარისხის ფაქტორით Dsc სიჩქარისა და აჩქარების Dsc-ის თვალსაზრისით.

იპოვნეთ სიხშირე

ამ ასიმპტოტის გადაკვეთა შუა სიხშირესთან ზღუდავს მას მარცხნივ კუთხის სიხშირეზე.

4. შეერთების სიხშირე 3 არჩეულია ისე, რომ 3/2 = 0.75 ან lg 3-lg 2 = 0.7dec, რაც უზრუნველყოფს სტაბილურობის პირობებს.

ეს პირობა ითვალისწინებს თანაფარდობებს:

რომელიც ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას შუა სიხშირის ასიმპტოტის შესაზღუდად.

თუ არ არსებობს აშკარა შეზღუდვები, მაშინ პირობებიდან არჩეულია 2 და 3 (სურათი 1.8.1, ბ)

L2 = (616) dB Lc (c) = - (616) dB (1.8.4)

ფართობის 3 - 2 გაზრდა არაპრაქტიკულია.

5. იპოვეთ დაბალი სიხშირის კომპონენტი 1-დან. სიჩქარის ხარისხის კოეფიციენტით განვსაზღვრავთ მომატებას

Dsc = Ksc. (1.8.5)

დახაზეთ Ksc სიხშირის ღერძზე, დახაზეთ ასიმპტოტა 20 დბ / დეკ დახრილობით ამ წერტილის გავლით და დაასრულეთ მეორე ასიმპტოტის კვეთაზე. გადაკვეთის წერტილი არის c 1-ის დაბალი სიხშირის კომპონენტი.

6. ფაზის მდგრადობის ზღვრის შემოწმება

ფაზა წყვეტის სიხშირეზე c არ უნდა აღემატებოდეს - გარანტიით 45.

7. ვამოწმებთ პირობების შესრულებას, რომ სასურველი LAFC არ მოხვდეს აკრძალულ ზონაში (ნახ. 1.8.1, ა).

და LK = 20 lgKsk, (1.8.7)

სადაც Ksc = - ღია მარყუჟის სისტემის მომატება ან სიჩქარის ფაქტორი.