MS_bak_220400_220700

37.Провести сравнительную оценку схем несвязанного и связанного регулирования. От чего зависит выбор той или иной схемы?

38.Назвать основные показатели качества регулирования. Для каких целей они определяются?

39.Как выполняется расчет показателей качества при моделировании с использованием дискретных моделей?

40.Как выполняется структурный синтез регуляторов и компенсаторов по показателям качества (в каскадной, комбинированной, несвязанной и связанной системах)?

41.Какие факторы вызывают дрейф динамических характеристик технологических объектов (приведите примеры)?

42.Для каких целей исследуется чувствительность систем регулирования к изменению параметров модели объекта?

43.Назвать основные отличия цифровых и непрерывных систем управления.

44.Пояснить формирование комплексного критерия (среднеквадратичной суммы ошибки регулирования и отклонения управляющей величины от установившегося значения) для выбора оптимального такта квантования сигналов.

45.Как скажется изменение длительности такта квантования на параметрах дискретных моделей объектов и регуляторов?

46.Как выполнить пересчет параметров дискретных моделей объектов и регуляторов при изменении такта квантования?

151

3.15. Варианты заданий к лабораторной работе “Идентификация дискретной динамической модели по имитационной модели объекта”

Цель работы:

изучение методов построения дискретных динамических моделей, используемых при синтезе цифрового управления, и идентификация параметров моделей объектов регулирования, описываемых конечно-разностными уравнениями.

Постановка задачи.

Для указанного варианта исходных данных (табл. 3.16) построить дискретную динамическую модель объекта регулирования, соответствующую апериодическому звену 1-го, 2-го или 3-го порядка. Используя МНК составить систему уравнений и решить ее относительно определяемых параметров дискретной модели для двух заданных структур (графа 11). При отсутствии экспериментальных данных реального объекта регулирования используется имитационная модель объекта, заданная в виде уравнения (3.2) (графы 4 – 8). Дополнительно заданы коэффициент помехи (графа 9) и длительность такта квантования (графа 10). Составить схему алгоритма и программу расчета параметров дискретной модели для двух заданных структур по данным имитационной модели (при наличии помехи и без нее), оценить адекватность модели по критерию Фишера (приложение А) и выбрать структуру модели с наибольшим критерием.

Содержание отчета:

1.Название и цель работы, номер варианта.

2.Математическая формулировка задачи, содержащая все формулы, выводы и пояснения для решения поставленной задачи.

3.Схема алгоритма расчета с комментариями.

4.Листинг программы.

5.Анализ результатов (приводятся численные значения параметров модели объекта для двух структур уравнений при идентификации по имитационной модели (при наличии помехи и без

152

нее), критерия Фишера, графики переходных процессов имитационной модели объекта и восстановленной модели (при наличии помехи и без нее)) с конкретными выводами.

Поставленную задачу можно представить следующей структурной схемой (рис.3.39).

Рис.3.39. Структурная схема задачи идентификации модели объекта по имитационной модели

Например, примем в качестве объекта регулирования имитационную модель в виде конечно-разностного уравнения второго порядка с чистым запаздыванием с наложением случайной помехи i на выходную переменную (см. вариант 2):

выходного сигнала с помехой i ; p - коэффициент помехи, оп-

ределяющий уровень помехи на каждом такте T0 квантования;

i 2random 1001 / 1000 1.

153

Варианты заданий

154

Таблица 3.16

к выполнению работы

155

156

Окончание табл. 3.16

157

Расчет значения случайной помехи i реализуется стан-

дартным оператором – функцией int random int num в язы-

ке Cu (генератор случайных чисел). Помеха принимает зна-

чения в пределах от минус 1 до плюс 1 случайным образом.

С помощью имитационной модели рассчитываются значения точек переходного процесса объекта регулирования с тактом квантования T0 . Для расчета кривой разгона по имитационной модели необходимо знать параметры a1, a2 , b, d (определяются пересчетом по исходным данным (графы 4 – 8), такт квантования T0 , коэффициент помехи p и задаться нулевыми начальными условиями по входу и выходу объекта, а также величиной входного ступенчатого воздействия u .

Для расчета параметров восстанавливаемых моделей двух структур (графа 11) составляются системы уравнений и решаются указанным методом (графа 12) (см. пункт 3.2).

Для оценки адекватности моделей по критерию Фишера используется формула (3.28).

158

3.16. Варианты заданий к лабораторной работе “Оптимизация настроек цифровых регуляторов в составе одноконтурной схемы”

Цель работы:

овладение методикой синтеза и исследования одноконтурной цифровой системы управления (ЦСУ).

Постановка задачи.

Для указанного варианта исходных данных (табл. 3.17) провести оптимизацию градиентным методом настроек цифровых регуляторов, соответствующих заданным непрерывным законам регулирования (графа 10). В качестве исходных данных заданы параметры дискретной динамической модели объекта (графы 4 – 8) и длительность такта квантования (графа 9). Составить схему алгоритма и программу расчета настроек цифровых регуляторов для двух заданных структур, построить динамические характеристики синтезированных оптимальных ЦСУ (по заданию и возмущению) и оценить эффективность их работы по показателям качества (3.89) – (3.93).

Содержание отчета:

1.Название и цель работы, номер варианта.

2.Математическая формулировка задачи, содержащая все формулы, выводы и пояснения для решения поставленной задачи.

3.Схема алгоритма расчета с комментариями.

4.Листинг программы.

5.Анализ результатов (приводятся численные значения оптимальных настроек цифровых регуляторов для двух законов регулирования, графики динамических характеристик синтезированных оптимальных ЦСУ, значения показателей качества) с конкретными выводами.

Для составления математического описания задачи оптимизации настроек регуляторов см. пункт 3.5. Формулы расчета показателей качества приведены в пункте 3.11.

159

Таблица 3.17

Варианты заданий для выполнения лабораторной работы