Основы автоматики и системы автоматического управления. Лабораторный практикум - Барышев Г.А.
ISBN 5-8265-0234-7
Скачать (прямая ссылка):
объекте управления, его модели и т.д.
3 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ
Комплекс лабораторных работ предусматривает выполнение всех основных
этапов проектирования микропроцессорного устройства, а именно:
• формализацию задачи оптимального управления. Выбор стратегии, а
соответственно и структуры системы оптимального управления;
• построение модели динамики объекта;
• определение возможных видов функций ОУ для задаваемого диапазона
изменения исходных данных задачи;
• анализ и синтез оптимального программного управления;
• определение синтезирующих функций при использовании позиционной
стратегии, исследование устойчивости замкнутой СОУ;
• синтез оптимальных управляющих воздействий в режиме " пуска" объекта;
• аналитическое конструирование оптимального регулятора;
• выбор технических средств и разработку программного обеспечения
микропроцессорного управляющего устройства.
Каждый обучающийся получает индивидуальное задание и, как правило,
выполняет работы применительно к одному динамическому объекту, в качестве
которого может быть емкость с нагреваемой жидкостью, электродвигатель,
транспортное средство.
Лабораторная работа 1 Формализация задачи, выбор стратегии и структуры
системы оптимального управления
Цель работы: получить необходимые знания и навыки для математической
постановки задачи оптимального управления, определить стратегию
функционирования системы и ее структуры.
Исходными данными для выполнения работы являются краткие сведения об
объекте управления -назначение объекта, основные характеристики, входные
и выходные переменные, диапазоны их изменения, условия эксплуатации и др.
Варианты заданий приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ Примечания (особенности конструкции,
эксплуатации и т. д.)
Наименование ОСНОВ -НЫЕ Х А Р А К -Т Е Р И -С Т И К И
1 Электроводонагреватель Емкость для жидкости. Периодического
действия. Нагрев до 95 оС Слабая термоизоляция. Неотапливаемое
помещение
2 Электроводонагреватель Емкость для воды. Непрерывного действия
Основные возмущающие воздействия: - потребление теплой воды; -
дополнение холодной воды; - изменение окружающей температуры
3 Водогрейный котел с газовыми горелками Непрерывного действия.
Основная цель -поддержание постоянной заданной температуры воды у
потребителей Два раза в сутки меняются задания на температуру воды.
Основное возмущение - температура окружающей среды
4 Печь для отжига магнитопрово-дов Нагрев до 600 оС ТЭН'ами. Время
разогрева 1 ч Включается 1 раз в сутки. Частые возмущения при загрузке
печи
5 Печь газовая
6 Электродвигатель постоянного тока Мощность 1 кВт Работает
непрерывно, частные изменения нагрузки
7 Электродвигатель постоянного тока Мощность 2 кВт Включается
периодически на короткое время
8 Электропривод с асинхронным двигателем Мощность 4 кВт Работает
непрерывно, частные изменения нагрузки
9 Электропривод Мощность 8 кВт Включается в слу-с асинхронным чайное
время. Раз-
двигателем личная нагрузка
Задание:
1 Ознакомиться с объектом управления, ввести обозначения переменных
(управление, фазовые координаты, выход), записать в общем виде модель
динамики.
2 В словесной и математической форме записать первоначальный вариант
задачи оптимального управления.
3 Сформировать множество альтернативных стратегий реализации ОУ и
привести для них структурные схемы систем оптимального управления.
4 С помощью одного из методов принятия проектных решений обосновать и
предложить наиболее целесообразный для заданного объекта вариант
структуры (и стратегии) разрабатываемой энергосберегающей системы
управления.
5 Сделать выводы по работе.
В качестве лабораторной установки при выполнении работы используется АРМ
проектировщика микропроцессорных систем контроля и управления.
Программное обеспечение АРМ содержит модули "Принятия проектных решений"
и базу данных, в которой содержатся сведения об энергоемких объектах,
стратегиях и структурах систем оптимального управления.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1 Дать описание исследуемого объекта, при этом должны быть указаны
сведения, необходимые для математической постановки ЗОУ.
2 Сформулировать задачу оптимального управления. Следует четко выделить,
что задается, что требуется определить и при каких ограничениях.
3 Сформировать множество альтернативных стратегий реализации ОУ и
соответственно структурных схем системы оптимального управления. При этом
может использоваться база данных АРМ проектировщика микропроцессорных
систем контроля и управления.
4 Математически сформулировать задачу определения оптимального варианта
структуры СОУ и выбрать метод ее решения.
5 С помощью программного модуля "Принятие программных решений" предложить
стратегию реализации ОУ и структуру системы управления.
6 Дать краткое описание предлагаемой СОУ, сделать рекомендации по ее
техническому обеспечению.
7 Оформить отчет по работе.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
В отчете по работе необходимо отразить:
