НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Кафедра АСУТП

Расчетное задание по курсу ТАУ

«Расчет и анализ каскадной аср для заданных передаточных функций по основному и промежуточному контурам регулирования»

Группа: ФП-12-08

Студент: Брыляков А.А.

Преподаватель: Сабанин В.Р.

Москва 2012

На рис. 1 показана структурная схема предлагаемой для расчета и анализа АСР.

Рис. 1. Структурная схема каскадной АСР

Исходными данными для расчета являются параметры передаточных функций W_y(s) и W_z(s)для последовательного соединения n+1 А-звеньев и звена запаздывания. Передаточная функция соединения

, (1)

в которой k – коэффициент усиления, единицы выхода/единицы входа;, Т₁и Т₂ - постоянные времени, с;  - время запаздывания, с; n –число А-звеньев в соединении.

ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Программное обеспечение содержит три программы и открытое программное обеспечение для расчета и построения поверхностей отклика и экспорта результатов Расчетов в файлы.

1. Программа proc(…) для расчета по формуле обратного преобразования Фурье переходных процессов, формирования результатов и вычисления степени затухания  и показателей качества работы АСР I_лин , I_квадр и I_мод при возмущениях по каналу регулирования и управления.

Программа proc(…) возвращает результаты в матрице R, В столбцах которой содержится следующая информация:

- в N строках всех столбцов точки переходных процессов, соответственно, при возмущениях по каналам регулирования и управления для внешнего и внутреннего контуров.

- первый столбец добавлен еще четырьмя стоками, которых выводятся параметры внешнего контура, соответственно, степень затухания, линейный, квадратичный интегралы и интеграл по модулю.

Список формальных параметров:

- max – максимальная частота интергирования частот в формуле Фурье,

- Tr – время расчета переходного процесса,

- dt – интервал квантования переходного процесса (Tr/dt=N),

- kpn, kun,kpv и kuv – параметры регуляторы регуляторов внешнего (n) и внутреннего (v) контуров,

2. Программа KCH(…) предназначена для расчета двух КЧХ замкнутой АСР, по каналу управления u(t) и каналу регулирования (t) с определением показателей колебательности М и резонансной частоты АСР _рез.

Возвращает программа KCH(…) матрицу Н размерности hw, в которой h – число рассчитываемых точек КЧХ, w – число столбцов. В столбцах выводятся результаты в следующем порядке. В первом столбце частота , во втором - АЧХ по каналу управления, в третьем и четвертом столбцах, соответственно, вещественная и мнимые части КЧХ по каналу управления, а в пятом и шестом и по каналу регулирования.

Матрица H дополнена шестью строками. Во втором столбце h+1- строки матрицы содержится значение показателя колебательности М, в h +2 строке – резонансная частота _рез. В h+3  h+6 строках второго столбца матрицы, соответственно, значения вещественных и мнимых составляющих КЧХ по каналам управления и регулирования для резонансной частоты _рез.

Формальными параметрами программы KCH(…) являются:

- max – максимальная частота шаг по частоте,

- параметры регуляторов.

3. Программа Otbor(…) предназначена для расчета и отбора на диапазоне частот от _min до _max с шагом  множества положительных значений kp_j и ku_j принадлежащих линии заданного показателя запаса устойчивости m – const на плоскости параметров kp, ku.

Возвращает программа Otbor(…) матрицу kpku размерностью J3, где J - число отобранных частот _j с положительными значениями kp_j и ku_j. В первом столбце матрицы содержится частота _j, во втором и третьем kp_j и ku_j.

Формальными параметрами программы Otbor(…) являются:

- m – корневой показатель запаса устойчивости,

-  – шаг по частоте расчета при расчете линии m-const,

- min – минимальная частота расчета,

- а – признак расчета контуров,

- Won – оператор выражения расширенной КЧХ выбранного контура.

Для программ proc(…) и KCH(…) в программном обеспечении имеются подпрограммы-функции для раздельного вывода показателей работы АСР, , I_лин, I_квадр , I_мод, для внешнего контура и М для внешнего и внутреннего контуров.

В простейшем случае отчет по выполненной работ может быть составлен прямым копированием графиков в текст. Можно копировать графики и фрагменты с результатами и вставлять в правой части окна открытого файла программного обеспечения. Изменять их размеры и копировать в другие документы. Однако в отчетах понадобится систематизация и более полное масштабирование графиков. Для этих целей в конце текста программного обеспечения приведены примеры операторов записи результатов расчетов, констант, векторов или матриц в файлы. Эти файлы могут быть считаны и открыты в другом файле, в котором произвести требуемую систематизацию результатов и подготовки шаблонов графиков для печати.