Псевдолинейный корректор для систем автоматического управления нестационарным объектом

Обеспечения требуемого качества систем автоматического управления объектами с нестационарными параметрами за счет псевдолинейных корректирующих устройств с амплитудным подавлением высоких частот. Построение адаптивных систем для управления нестационарными параметрами объекта управления. Использование адаптивных систем в программируемом логическом контроллере.

Обозначения и сокращения ………………………………………………………………………….. 13

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………. 16

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ КОРРЕКТИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ……………………………………………….. 16

1.1 Линейные корректирующие устройства ………………………………………………….. 16

1.2 Нелинейные корректирующие устройства ……………………………………………… 18

1.3 Псевдолинейные корректирующие устройства ………………………………………. 19

1.3.1. Корректирующее устройство с амплитудным ослаблением …………….. 21

1.3.2. Корректирующее устройство с фазовым опережением ……………………. 24

1.3.3. Корректирующее устройство с раздельными каналами для амплитуды и
фазы …………………………………………………………………………………27

1.4. Способы включения корректирующих устройств в САР …………………….. 31

1.5. Выбор корректирующих устройств……………………………………………………….. 33

2 АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ ……….. 34

2.1. Функциональные особенности и назначения адаптивны систем………34

2.2. Структура и принцип работы адаптивных систем САР……..………….37

3 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ПКУ В СРЕДАХ MATHCAD И MATLAB … 39

3.1. Исследование амплитудного корректирующего устройства …………………… 39

3.2. Система управления с адаптивным амплитудным корректирующим
устройствам …………………………………………………………………………………………………. 51

3.3. Реализация амплитудного КУ для САУ нестационарным объектом ………. 54
4 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АДАПТИВНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО
УСТРОЙСТВА НА КОНТРОЛЛЕРЕ SIMATIC S7-300 …………………………………. 59

4.1 Cостав и технические характеристики контроллера Simatic S7-300 ………. 59

4.2 Программа адаптивной САР с псевдолинейным на Step7 …………………….. 61

5 ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ «ИЗУЧЕНИЕ ПСЕВДОЛИНЕЙНОГО
РЕГУЛЯТОРА» …………………………………………………………………………………………… 70

6 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………… 71

7 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …………………………………………………………………………….. 88

ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………. 100

CONCLUSION …………………………………………………………………………………………… 101

CПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………….. 102

ПРИЛОЖЕНИЯ А ……………………………………………………………………………………… 105

ПРИЛОЖЕНИЯ Б ………………………………………………………………………………………. 118

ПРИЛОЖЕНИЕ В………………………………………………………………………………………. 119

ПРИЛОЖЕНИЕ Г ………………………………………………………………………………………. 120

ПРИЛОЖЕНИЕ Д ……………………………………………………………………………………… 124

ПРИЛОЖЕНИЕ Е ………………………………………………………………………………………. 127
Обозначения и сокращения
СУ – система управления;
САУ – система автоматического управления;
ОУ – объект управления;
САР – система автоматического регулирования;
ЛАЧХ – логрифмическая амплитудно-частотная характеристика;
ЛФЧХ – логарифмическая фазо-частотная характеристика;
НР – научный руководитель;
И – инженер;
НДС – налог на добавленную стоимость;
НИР – научная исследовательская работа;
ПК – персональный компьютер.
ПИД – пропорционально-интегрально-дифференцирующий;
ПКУ – псевдолинейные корректирующые устройства;
ЛКУ – линейные корректирующие устройства;
НКУ – нелинейные корректирующие устройства;
ПЛК – программируемый логический контроллер.

В результате выполнения выпускной квалификационной работы исследован и
программно реализован на контроллере SIMATIC S7-300 псевдолинейный
амплитудный регулятор.
Проводилось исследование системы управления с объектом управления
первого, второго и третьего порядка. Результаты исследования показали, что
применение данного регулятора позволяет улучшить качество системы управления
при изменении параметров объекта управления.
Программная реализация псевдолинейного регулятора произведена в
программном пакете STEP7 на языке программирования FBD.
CONCLUSION

As a result of qualification work performance a pseudo-linear Amplitude channel
correcting device of automatic control systems was developed, studied and software
implemented on the controller SIMATIC S7-300.

Research of systems of automatic control with the control object of the second
order. The results of research showed that use of this correcting device allows improving
the quality of systems of automatic control if parameters of the control object are changing.

Software implementation of the pseudo-linear two-channel correcting device of
automatic control systems has been made in the software package STEP7 on the
programming language FBD

The guidelines for implementation of laboratory work in the software package STEP
7 on the programming language FBD were developed.

Results of work will be used in the Department of Automation and Computer
Systems TPU learning process in the study of the course «Automated information
management systems».