2.2 Идентификация линеаризованных моделей динамики каналов управления объекта регулирования в окрестности его рабочих режимов

2.2.1 Краткий сравнительный анализ и выбор целесообразных входных воздействий для экспериментального исследования с целью получения необходимой информации о свойствах каналов объекта для случая, когда входные переменные каналов доступны для целенаправленного изменения

В нашем случае, управляющее воздействие u1(t), доступно для целенаправленного изменения, поэтому именно его целесообразно выбрать в качестве входного воздействия для экспериментального исследования с целью получения необходимой информации о свойствах каналов объекта.

2.2.2 Планирование активного эксперимента на объекте для выбранных входных воздействий и получение реакций на них в ходе натурного и (или) мысленного эксперимента

План проведения активного эксперимента на объекте:

- Изменением управляющего воздействия u1(t), выведем объект в зону рабочего режима (добьемся таких значений управляемых переменных, которые находились бы в окрестности их номинальных значений): = -12 ?С, и дождемся наступления установившихся режимов.

- Осуществим ступенчатые воздействия на объект путем приращения u1(t), на 10 единиц (при этом будет находиться в допустимом диапазоне)

- Зарегистрируем изменения выходных переменных до наступления новых установившихся режимов.

Ниже приведем экспериментальные переходные и статические характеристики всех каналов объекта управления.

Канал «u1 - »

Статическая характеристика

Переходная характеристика

Изменение температуры испарителя

Изменение температуры в камере

2.2.3 Анализ полученной в ходе эксперимента информации, обоснование и выбор структуры моделей каналов (структурная идентификация моделей)

Практика разработки САУ сама выявила наиболее конструктивный путь - использование малопараметровых моделей невысокого порядка с запаздыванием. Он согласуется и с подходами к отражению неопределенностей в моделях т.к. введение запаздывания учитывает структурную неопределенность моделей. Наличие запаздывания в моделях предопределяет, в результате синтеза, получение грубых САУ.

Так, в данной курсовой работе целесообразно описывать свойства каналов управления при помощи моделей первого и второго порядков с запаздыванием. При этом структура таких моделей будет следующей:

- Для статического канала (u1(t) - ) :

1-й порядок:

2-й порядок:

2.2.4 Выбор методик и проведение параметрической идентификации моделей первого и второго порядков

Для параметрической идентификации моделей каналов объекта управления первого и второго порядков будем использовать методику «2-х общих точек» (Мининой).

Расчет параметров для каналов ОУ со статическими свойствами будем производить по следующим формулам:

Для моделей первого порядка

Для моделей второго порядка

В результате графических построений получаем:

Для испарителя

0.19h = -11,665 ?Сt0.19 = 151.3 c

0.33h = -12,155 ?Сt0.33 = 189.4 c

0.7h = -13,4 ?Сt0.7 = 294.77 c

y1 = -11u1 = 50

y0 = -14,5u0 = 40

Рассчитываем параметры объекта:

Модель первого порядка

Модель второго порядка

Общая модель (Uзад - Тв)

0.19h = -10,608 ?Сt0.19 = 179,67 c

0.33h = -11,05 ?Сt0.33 = 231,19 c

0.7h = -12,24?Сt0.7 = 381,31 c

y1 = -10u1 = 50

y0 = -13,2u0 = 40

Рассчитываем параметры объекта:

Модель первого порядка

Модель второго порядка

Теперь на основании общей модели и модели испарителя будет получена модель камеры, для моделирования каскадной САР

Постоянную времени получим при помощи следующих схем:

Для 1 порядка:

Для 2 порядка:

Таким образом, получаем:

Т1п = 136,84 с

Т2п = 91,32 с

Результаты параметрической идентификации заносим в таблицу: