Система автоматического регулирования уровня жидкости

Переходный процесс считается завершенным, если отклонение от установившегося значения менее 2.5%.Время переходного процессаПри подаче единичного скачка на вход возмущения появляется просадка.В точке D максимальное значение просадки-0.117.Время восстановления 7,65с.Ошибка по возмущению (k3/kтр)0.0156Корректирующая обратная связь.В точке A происходит первое согласование.Время первого согласованияВ точке B процесс достигает максимального значения.ПеререгулированиеВ точке С окончание переходного процесса. Переходный процесс считается завершенным, если отклонение от установившегося значения менее 2.5%.Время переходного процессаПри подаче единичного скачка на вход возмущения появляется просадка.В точке D максимальное значение просадки–0.311.Время восстановления 14.4с.Ошибка по возмущению 0.0156Из анализа полученных показателей качества следует, что процесс регулирования САР с ПИД-законом регулирования удовлетворяет заданным показателям качества.4. Обработка результатов моделированияДалее необходимо определить оптимальное значение системы управления и области устойчивости на плоскости параметров:- коэффициента пропорциональности регулятора;- коэффициента пропорциональности редуктора;Для нахождения искомого оптимального значения параметра будем использовать последовательный мотодику, представленную в [5].Координаты начального симплекс-плана в кодированных координатах имеют вид, приведенный в таблице 4.1.Таблица 4.1- Начальный план для одного фактора№ точекX1021Для перехода от кодированных координат к натуральным следует воспользоваться соотношением:(4.1)где - число точек в исходной проверке; – координата новой точки в натуральных координатах для факторас номером j (суммирование ведется по всем опытам, кроме отвергнутого); - координата данного фактора в предыдущемэксперементе.Шаг изменения параметра примем равным для : , для , начальное значение параметра - .Таблица 4.2- Начальный симплекс-план в натуральных координатах№ точек1100290Исходя из технических характеристик, которым должна соответствовать проектируемая САУ, мы дополняем таблицу экспериментов столбиками ограничений (значение статической ошибки управления съедается) и критерию (значение контрольного времени).Для каждого значения контролируемого параметра (для каждой строки таблицы) проведем моделирование работысистемы с определением значений времени регулирования и статической погрешности. Результаты проведения эксперимента представлены в таблице 4.3.Таблица 4.3 − Результаты проведения эксперимента№,мкс11000.155662900.175723800.145484700.104995600.084936500.115087400.10499Эксперимент продолжался до наступления зацикливания - иттерация 7 совпадает с иттерацией 4.Из данных таблицы следует, что иттерация 5 является оптимальным: время регулирования в этом опыте минимальное, при этом ошибка регулирования не выходит за заданные пределы.Таким образом, оптимальное значение параметра регулятора: К = 70.Аналогичным образом производим измерения для . Результаты в таблице 4.4.Таблица 4.3 − Результаты проведения эксперимента№,мкс10,010,0849320,0090,0850830,0080.0748740,0070,0950550,0060.1149960,0050.08508В результате моделирования ожидается получение некоторого количествареализаций случайного процесса y(t) – регулируемой величины как функциивремени. По реализациям предполагаетсяотыскание ряда важных показателей процесса. Для элементов последовательности введем обозначения(4.2)где(4.3)число интервалов , укладывающихся на промежутке моделирования завычетом времени переходного процесса. При i =0 получается значение процесса в начале первого интервала.Тогда в качестве оценки математического ожидания следует принять(4.4)Для расчета дисперсии ошибки, вызванной действием помех, необходимо знание статистического эквивалента дискриминатора – его дискриминационной и флуктуационной характеристики. При изменениях динамической ошибки xд(t) коэффициент передачи дискриминатора также является функцией времени.Определим средний квадрат ошибки и среднеквадратическую ошибку (СКО) в стационарном режиме при одновременномвоздействии λ(t) и ξ(t). Найдем мат. ожидание:Найдем дисперсию Dx , для этого получим Kξx.(4.5).Среднеквадратичное отклонение:.Среднеквадратичное значение:Полученное значение не превышает 20% полуапертуры, что говорит о выполнении технического требования.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе выполнения данного курсового проекта была синтезирована система автоматического регулирования уровня жидкости в баке. При выполнении проекта были успешно решены следующие задачи:Выполнен анализ и описаниеструктурной схемы управления. Рассмотрены используемые механики для регулирования уровняжидкостипосредством использования автоматизированной системы управления вентелем и его электроприводом.Определены передаточные функции динамической модеоли САРВыполнен расчет и построение частотных характеристик системыСпроектированная САР проверена на устойчивать по нескольким критериямПостроены графики импульсной характеристики и переходноого процесса для различных настроек САРОпределены основные показатели качестваСАРВ результате проектирования получена система управления, уоторая полностью отвечате техническим требованиям как по быстродействию, так и по качественным параметрам регулирования.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫАстрецов Д. В. Системы радиоавтоматики. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу "Теория управления и радиоавтоматика" Екатеринбург. Издательство УГТУ, 1997, 36 с.2. Смирнов, И .Н. Моделирование на ЭВМ объектов и систем управления, Ч. 4 / И. Н. Смирнов. – СПб.: СПбГУТД, 2004. –135 с. 3. Смирнов, И.Н. Примеры SIMULINK-моделей систем автоматического управления / И. Н. Смирнов.– СПб.: СПбГУТД, 2013. – 37 с. Бокова О.И., Сидоров А.В. радиоавтоматика. Методические указания по выполнению курсовой работы слушателями факультета заочного обучения, обучающимися по специальности 11.05.02 – Специальные радиотехнические системы / О.И. Бокова, А.В. Сидоров – Воронеж: ВИ МВД России, 2014. – 35 с.Горский, В. Г. Последовательный симплекс-метод / В. Г. Горский, Ю. П. Адлер // Планирование промышленных экспериментов. - М. : Металлургия, 1974. - Гл. 5. - 264 с.Дилигенская, А. Н. Идентификация объектов управления : учебное пособие / А. Н. Дилигенская. - Самара : Самарский государственный технический университет, 2009. - 136 с.Дорф, Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп. - М. : Лаборатория базовых знаний, 2002. - 832 с.Дьяконов, В. MATLAB Анализ, идентификация и моделирование систем / В. Дьяконов, В. Круглов. - СПб : Питер, 2001. - 448 с.Зайцев С. А. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике. - М.: Издательский центр «Академия», 2017Камразе А.Н., Фитерман М.Я. «Контрольно-измерительные приборы и автоматика», учебник.- Л. Химия, 2016Келим Ю.М. «Типовые элементы систем автоматического управления», учебное пособие. – М.:ИНФРА-М, 2016. Клавдиев, А. А. Теория автоматического управления в примерах и задачах : учебное пособие : в 2 ч./ А. А. Клавдиев. — СПб : СЗТУ, 2005. - Ч. 1 : Анализ линейных непрерывных систем автоматики. - 74 с.Колчков В. И. Метрология, стандартизация и сертификация. - М.: Владос, 2017.Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика / Г.Ф. Коновалов. – М.: Высш. шк., 1990. – 335 с. Келим Ю.М. Контроль и метрологическое обеспечение средств и систем автоматизации: учебник для студ. Учрежд. СПО. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 352с.Лазарева Т.Я. Основы теории автоматического управления. – Т.: Издательство ТГТУ, 2016.Монзиго Р.А. Адаптивные антенные решетки: пер. с англ./ Р.А. Монзиго, Т.Ч. Миллер; под ред. В.А. Лексаченко. – М.: Радио и связь, 1986. – 446 с.Тихонов В.И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем / В.И. Тихонов, В.Н. Харисов. – М.: Радио и связь, 1991. – 608 с.