Главная » Просмотр файлов » Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления

Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 56

Файл №1087169 Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (Книга - Цифровые системы автоматизации и управления) 56 страницаГустав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169) страница 562018-01-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 56)

Погрешность е, равна нулю, если исполнительный меывшм обеспечивает требуемый управляющий сигнал и насыщения нет. Для сброса интегральной части сигнал е, умножается на множитель 1/Те где Т,представляет со'лй коэффициент, который называется постоянной времени слежения (1гастпй йте ссляалг,с В алг ). алгоритме ПИ-регулятора, приведенном выше, эта постоянная времени Равна Ь, т. е. обн . обновление выходной величины регулятора происходит уже к моменту 'лслуюшейвыбо к . ' . ~борки.

Если алгоритм регулятора содержит дифференциальную часть, лслссооб азио обн р' обновлять интеграл гораздо реже. Соответствующее значениелля постплвной в >смени ени слежения Т, равно времени интегрирования Тг При этом выхользя величина Пи регу чятора равна ие(г) = ир + и! =- К ~е(г) з- — г]е(т)с(т~ з- — ~[и(т) — иа(т)]ест со со сле и сыслев ограниченное зн нос значение и,с [уравнение (6.34)], Если управляющий сигнал навспис св' то Разность и — и б иа булет изменять интегральную часть до тех пор, пока насы"с не исчезнет, т. е. а звс 6 .13 е т 'г е насьпцение предотвращается.

Этот метод соответствует двффе ен и Ренцируя интегральную часть, получим Ь иг[(Ус ' 1)Ь] = и (/сй) + Ь . †. е(йИ з — [и(йй) с 246 247 ГлавянВ-сСтйнйатйры уп~ ленин вливания ПИД-Регулятора оо Реал В результате алгоритм ПИ-регулятора принимает вид и,фй) = К. е(М) + ис(й)с) (6,3о,, где ит(сссс) определяется из уравнения (6.35). В данном случае интегрированс!е сш аппрс симировано разностями вперед вместо разностей назад. Такая замена необход „ лима,н„ скольку ид(М) должно быть известно до вычисления интегральной части.

Эта и та по „. фипированная и улучшенная процедура предотвращения интегрального нас псеннс [уравнения (6.35) и (6.36)1 включена в алгоритм ПИД-регулятора в разделе В,,с В 6.5.5. Плавный переход при изменении режима работы регулятор орз При переключении с ручного на автоматический режим выход регулятора ио иохе-. измениться скачком, даже если ошибка управления равна нулю.

Причина в том „„ с, тсс интегральный член в алгоритме регулятора не всегда обязательно равен путо Рес; лятор является динамической системой, и интегральная часть представляет сияис один из элементов внутреннего состояния, который должен быть известен при язссс ненни режима управления. Скачок выходной величины регулятора можно предетн ратить, а смена режима в этом случае называется плавным переходом (Ьиясдйс; тгат~ег).

В атой связи рассмотрим две ситуации: — переход с ручного на автоматический режим или наоборот; — изменение параметров регулятора. Плавный переход с ручного на автоматический режим для аналогового регулятор. достигается за счет того, что процесс вручную приводится к состоянию, в котором ю. меренное значение выходной величины равно опорному. Процесс поддерживаето в этом состоянии до тех пор, пока выходной сигнал регулятора равен нулю. В этом стс' чае интегральная часть также равна нулю, и поскольку ошибка равна нулю, то достясе ется плавный переход. Та же процедура подходит и для цифровых регуляторов.

Другой метод состоит в медленном доведении опорного значения до необходяи" конечной величины. Вначале опорное значение устанавливается равным текусиесо измерению, а затем постепенно вручную доводится до желаемого. Если эта пролез!" ра выполняется достаточно медленно, интегральная часть сигнала регулятоРа о з оста. остии. ется настолько малой, что обеспечивается плавность перехода.

Очевидным сседос' коти"и' ком этого способа является то, что он требует достаточно оольшого времени, кот " зависит от характера процесса. 630тс, и ПИД-регулятор, основанный на алгоритме приращения [уравнение (6ЗО) ма пРав. требует вышеописанной процедуры инициализации при изменении режима У Р ие, соотнес пения. Оператор устанавливает исполнительный механизм в положение, с а автомзтя' ствуюшее опорному значению, перед переключением с ручного режима на авт ссс гнала дя' ческий. В этом случае регулятор не вырабатывает никакого выходного сит вне мезя исполнительного механизма до тех пор, пока не возникнет несоответстви итма ссРЯ опорным значением и выходом процесса.

Часто при использовании алгори' ращения важно сохранить и абсолютную величину управляющего сигнала, , посяото ку оно может потребоваться позже лля проверки. Для цифровых ПИД-регуляторов сушествует есце одна возможность и, яавяи ' перехода. Ллсоритьс управления выполняется лаже в Режиме ручного упра влеяяс яяес.

Измеренное значение выходной велслчиньс у считывается регулятором, и вычи: яяг ся ошибка управления, однако регулятор не вырабатывает выходной сигнал, вя а процесс. В этом случае интегральная часть регулятора постоянно обновляет, ийяа ся г,ся яи затем переключить Регулятор в автоматический режим при условии, чт то аииРп с ' ое значение равно текушему значению выходной величинь! процесса, смена иа управления будет плавной. Ренскин.," рсновная идея всех процедур плавного перехода заключается в обновлении ин- тесР льной части РегулятоРа до такого уровня, что управляюший сигнал остается ссзие „пым непосредственно пеРед и сразу после переключения режима. Есле одна проблема возникает при изменении параметров ПИД-регулятора. Неи дственно перед этим выходной сигнал регулятора можно представить в следу- виде [ср.

уравнение (6.20)] и('-) = ио+ и р(т-) ~ ит(г-) ~ ил(г-) „,Разу после изменения параметров и(' с) = иО ' ил(т ь) с ис(т.ь) + итт(Г-ь) Изменение одного или нескольких параметров повлияет па все части регулятора. Вяяяпьсй переход от одного набора параметров к другому произойдет лишь в случае, еасс выход регулятора не изменится, т.

е. и(т — ) = и(йь), где и — момент изменения парассесров. Значение интегральной или дифференциальной части должно быть откорректи- Рсвано тасС чтобы в момент переключения не произошло скачка выходного сигнала регуптора. Например, изменение интегральной части выражается следующим образом ит(т+) = ир(т — ) + иС(т — ) + итт(т-) — иу(т+) — ист(т+) Вязаный переход достигается, если разность и(т+) — и(т-) равна нулю. пе = пс — ц1; с((пе < пеппи) тЬеп пе[сш — пеппп еЬе сТ(це < цешах) тЬеп ссе1ссп с=- пе еЬе пе[сш:- песпах; ссЕ сс1 о!с[+ Ь пе1спс (* фУнкциЯ ограничения" ) 656.

О Ограничение скорости изменения управляющего сигнала Во многих сист их системах необходимо ограничивать амплитуду или скорость измене- "ня управляю ег Р юшего сигнала. Для этого используются специальные схемы зашиты, "идключаемые пос, се после канала ручного ввода опорного значения и.(т) и передаюшие Р"Уяятору отфиль е РУ фильтрованный сигнал и (и), в результате процесс в действительности т управляюсций сигнал вместо введенного вручную.

Такой способ обычно Рниеняется и и ння Ри Регулировании электроприводов. Ограничение скорости измене- "н сигнала можно по ожно получить с помощью простой цепи обратной связи (рис. 6.14). Ри~унке показан азана также реакция на скачок опорного сигнала. ""нал ручного п си, Ру о Управления ие(т), который должен выступать в качестве опорно- 'Р"нивается с оп иср „допустимым управляющим сигналом и (и).

Сначала их разность Р и ие ея и ие .. Затем полученное значение интегрируется, ""чивается пределам и исзтеграл апп 'Р аппроксимируется конечной суммой Алгоритм ограничения скоп изменен ния можно записать слелуюшим образом Ранлннн „изация Пнд-регулятора 66 РеаЛ 6 249 Рис. 6.14. Цепь ограничения скорости изменения сигнала (ц); тиннчиая реакция „ скачок опорного сигнала (б) 5.5.7. Вычислительные особенности алгоритма ПИД-регулятора и/[(Ь + 1)Ь] = ифй) + сг е(ЬЬ) + сз [и(/й) — ии(ЬЬ)] (63с) где Ь Ь с=К.—; с=— Т' 2 т О ед ДвФ Интегральную часть можно вычислить заранее с помощью разностей вперед. Д ференциальную часть [уравнение (6.29)] можно записать как (631) и (ЬЬ) = ]) и~ [(Ь вЂ” 1)Ь] — К вЂ” (1 /з) ' гу(ЬЬ) у[( ) ]] — ])) у(ЬЬ) + 6. ил[(/г — 1)Ь]+ К.

(1 Й 'у[( Т Тн Ь 1)/1] Ь Ь б ОР или и (ЬЬ) =- — сз У(ЬЬ) +х[(Ь вЂ” 1)Ь] где Т„ сз —— К вЂ” (1 — р) В реальности цифровая реализация ПИД-регулятора из-за последовательною характера вычислений приводит к задержкам, которые отсутствуют при применении шалоговой технологии. Помимо этого, некоторые практические ограничения, такнс как защита от насыщения и алгоритмы плавного перехода, требуют, чтобы выход Рс.

гулятора и срабатывание нсполнительного механизма происходили одновременна Поэтому вычислительные задержки необходимо свести к минимуму. Например, не которые элементы цифрового регулятора можно вычислить до момента выборка Для регулятора с защитой от насыщения [уравнение(6.35)] интегральную чзссь можно записать следующим образом х[(Ь 1)Ь] = 6 и/з[(Ь вЂ” 1)Ь] + К вЂ” (1 — 6) . У[(Ь 1)/] Т Ь = 6 ип[(Ь-1)Ь] -с, у[(Ь-1)Ь] ояние х можно обновить сразу после момента времени ЬЬ х(ЬЬ) = 6 и/з(ЬЬ) + сз у(ЬЬ)= = 6 [-сз .

У(/й) + х[(Ь вЂ” 1)ЬЦ е сз у(/й) = = 6 х[(Ь вЂ” 1)Ь]+ сз (1 — 6) у(ЬЬ) Таким образом, ис[(/с+ 1)Ь] удается вычислить из уравнения (6.39), как только ннвучеи результат измерения у[(Ь + 1)Ь]. учитывая вычислительные возможности современных компью р мпьютеров, может по юзюьсв странным, что приходится затрачивать столько усили" илий на оптимизацик Оыннслений. Однако необходимо иметь в виду, что цифровой реку, овои Регулятор иногда дол ьсн выполнять несколько тысяч управляющих операций в сек . В ц всекунду.

этихусловиях меет значение, будут ли некоторые коэффициенты доступы г ср ь разу или их придется смзнсвять каждый раз заново. Кроме того, промышленные регуляторы, использ ед ких условиях, не всегда изготавливаются на основе самых быстрых из то ы,используе- хжюювхся на рынке процессоров. Поэтому порядок и тип вычислений существенно юнвют на скорость операций управления. П Ромежуточные переменные с, и сз и сз не имеют очевидной физической интер- ///Ч. ег с/етзции. Вместо них опе ато р р должен видеть значения основных параметров /(-РегУлнтоРа К Тн Тн и Т К оме ЦЛОВте е Р ме улсе сказашгого, необ ходимо учитывать точность вычислений. В ПИД-ре- к хя Храпещ ." тоРе на основе алго итма п и Р Р ращения вычисляются только малые величины, КОСти шс анегшя которых достаточно к но короткого машинного слова.

В то же время неточ округления в интегральной 'Рззвеле 6 5 1 р ьной части могут вызвать проблемы, как упомянуто (БА1) Длго Ри™ ПИД-регулятора ;к, Риведен приме п о а нлсе и и "козффв Р Р граммы ПИД-регулятора на языке Разса]. Вычисле„.,н, вциентов с, с и с необ ' 'грен Рег 1 2 .3 обходимо производить лишь в случае изменения паегулЯтоРа К, Т, Т и Т. выборки сьи Т АлгоРитм РегУлЯтоРа выполнаетсЯ в момент каж'Оста ки Про Рамма также с нляюцгей содержит защиту ог насыщения интегральный ( Пре ва с1:=РК., Р д Рительное вычисление коэффициен гов с2 =Ь :=К Ь|ТЬ (* уравнение 6 36 * ) Ьеса;= :=- Ь/Тс; (" уравнение 636 *) сЗ;= са:= Тсгг(ТО/+ Ь*Ь/); (* уравнение 6.28 * := К ТБ'(1 — Ьета)УЬ; (' УРавнение 646 ) *) с4:= с3" (1 — Ьега); (' локальная коистав *) /рагс:= О; хс=О; изация ПИд-регулятора 251 Глава 6.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
5,19 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6565
Авторов
на СтудИзбе
298
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее