Реализация моделей линейных алгоритмов управления (квазинепрерывные алгоритмы). Реализация моделей дискретных алгоритмов.

. Реализация моделей линейных алгоритмов управления (квазинепрерывные алгоритмы).

• Пропорциональный закон (П):

• Интегральный закон (И):

• Пропорционально – интегральный закон (ПИ):

• Пропорционально – интегрально - дифференциальный закон (ПИД):

 

Законом управления называют математическую зависимость в соответствии с которой формируется управляющее воздействие U (t) на объект управления.

Рассмотрим наиболее распространённые законы управления, реализуемые линейными регуляторами

 

Пропорциональный закон (П):

• U (t) = Кр  * X (t),

• Где Кр – коэффициент передачи.

2. Интегральный закон (И):

• U (t) = 1/ Ти * ò X(t)*dt,

• Где Ти – постоянная времени интегрирования (время изодрома).

3. Пропорционально – интегральный закон (ПИ):

• U (t) = KP * (X (t) + 1/ Ти * ò X(t)*dt).

4. Пропорционально – интегрально - дифференциальный закон (ПИД):

• U (t) = KP * (X (t) + 1/ Ти * ò X(t)*dt + ТД*dX(t)/dt).

• ТД – время предварения.

Реализация дискретных алгоритмов управления

 

• Формирование П – закона управления в полных переменных:

• Формирование П – закона управления в приращениях:

• Формирование ПИ – закона управления в полных переменных:

• Формирование ПИ – закона управления в приращениях:

• ПИД – алгоритм управления в полных переменных

• ПИД – алгоритм управления в приращениях.

 

При реализации дискретных алгоритмов управления примем следующие обозначения:

   Y[N] =Y[NH] - значение выходного сигнала в дискретный момент времени tn = NH, где H – период квантования по времени,

• X[N] - значение сигнала ошибки в дискретный момент времени tn = NH,

• X[N-1] - значение сигнала ошибки в дискретный момент времени t(n-1) = (N-1)H.

X[N-2] - значение сигнала ошибки в дискретный момент времени t(n-2) = (N-2)H.

 

 

• Рассмотрим методику моделирования алгоритмов при их реализации в полных переменных и приращениях на каждом шаге моделирования.

Использование тех или иных алгоритмов управления АУ зависит от вида исполнительных органов или способов передачи данных от микропроцессорного контроллера (МПК) к исполнительному механизму.

 

• Формирование П – закона управления в полных переменных:

U[N] = К 1 *X[N],

где К 1 – параметр настройки, коэффициент пропорциональности.

Формирование П – закона управления в приращениях:

U[n] = U [n-1] + K11*(X[N] - X[N - 1]).

• Формирование ПИ – закона управления в полных переменных:

U [ N ] = К1 * X [ N ] + K 2* å X [ i ],

Где К1- коэффициент пропорциональности,

K2– параметр настройки. K2 = H/ Tи.

Формирование ПИ – закона управления в приращениях:

U[N] = U[N-1] + K11* (X [ N ] - X [ N - 1 ]) + K22 * X [ N ]

Где K11- коэффициент приращения пропорциональной составляющей,

K22 - параметр настройки приращения интегральной составляющей.

 

ПИД – алгоритм управления в полных переменных

• Функциональные возможности:

• - формирование ПИД – алгоритма управления по сигналу рассогласования X[N] в полных переменных.

 

ПИД – алгоритм управления в полных переменных

U [ N ] = К 1* X [ N ] + K2* å X [ i ] + K3*(X [ N ] - X [ N - 1 ])

• где К1 - параметр настройки, коэффициент пропорциональности;

• K2– параметр настройки. K2 = H/ Tи.

• Tи- параметр настройки, постоянная времени интегрирования;

K3 = Tд / H - параметр настройки, Tд - постоянная времени дифференцирования.

 

ПИД – алгоритм управления в приращениях.

• Функциональные возможности:

• - формирование ПИД – алгоритма управления по сигналу рассогласования на текущем значении дискретного сигнала ошибки X[N] и предыдущем значении дискретного сигнала ошибки X[N - 1] в приращениях.

• Дискретное описание:

• U [ N ] = U [ N -1] + K 11*(X [ N ] - X [ N - 1 ] ) + K 22 *(X [ N ] ) + K 33*(ΔX [ N ] - ΔX [ N - 1 ] ),

• где ΔX[N] = X[N] - X[N - 1],

•                 ΔX[N - 1] = X[N - 1] - X[N - 2]

• где К11 - параметр настройки, коэффициент пропорциональности;

• K22– параметр настройки. K22 = H/ Tи.

• Tи - параметр настройки, постоянная времени интегрирования;

K33 = Tд / H - параметр настройки, Tд - постоянная времени дифференцирования.

 

ТЕМА 8

Разработка инструментария для автоматизации синтеза и моделирования САУ

Главная цель и исходная концепция создания инструментария

Главной целью разработки системы ИМОДС2 было создание автоматизированного инструментария, повышающего производительность и качество работ по разработке, реализации и эксплуатации систем управления сложными динамическими процессами.

СММ должна обладать свойствами продукта производственно-технического назначения, соответствующего требованиям, предъявляемым к современным системам такого рода.

Система ИМОДС2 может использоваться автономно или в составе АСНИ, САПР и других автоматизированных систем.