Разработка системы автоматического регулирования оптической плотности оттисков в листовой офсетной печатной машине

Рассчитаем  параметры α и ω0:

Рад/мин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем  график переходной характеристики замкнутой  непрерывной системы автоматического  регулирования температуры в стационарной сушильной камере

относительная влажность воздуха, %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_{Перерегулирование}

%

Статическая ошибка

График АЧХ замкнутой системы автоматического регулирования температуры в стационарной сушильной камере

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем значение ωp полосы пропускания:

_{Рад/мин}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем  значение частоты квантования сигналов в дискретной системе управления автоматического регулирования температуры в стационарной сушильной камере:

 

_мин

Определим передаточную функцию системы:

 

 

 

 

 

 

Построим графики ЛАЧХ и ЛФЧХ:

График ЛАЧХ непрерывной системы автоматического  регулирования влажности воздуха  в стационарной сушильной камере:

Частота среза:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запас устойчивости по фазе:

Запишем передаточную функцию системы с учетом времени чистого запаздывания сигналов в управляющем устройстве:

Построим графики  ЛАЧХ и ЛФЧХ для системы с запаздыванием:

Частота среза:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запас устойчивости по фазе:

Запас устойчивости по модулю:

_дБ

Запишем передаточную функцию для замкнутой системы:

Вещественная  характеристика:

График вещественной частотной характеристики:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реакция замкнутой  системы на ступенчатое изменение  входного сигнала:

Построим график переходной характеристики непрерывной  системы управления с учетом запаздывания:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перерегулирование

   

Статическая ошибка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее моделирование системы автоматического регулирования температуры в стационарной сушильной камере:

Общий вид модели системы:

 

 

Получим графики и  параметры для системы в замкнутом  и разомкнутом состояниях:

Для замкнутой системы:

 

 

 

 

1. График переходной характеристики, полученный на осциллографе:

 

 

 

 

 

2. График переходной характеристики, полученный при линеаризации:

 

3. График импульсной характеристики:

 

 

 

 

4. Плоскость нулей и полюсов:

 

Для разомкнутой системы построим графики частотных характеристик:

 

Далее смоделируем эту  же систему, но с учетом звена чистого  запаздывания:

 

 

Общий вид модели:

 

Построим графики для  замкнутой системы:

 

1. График переходной характеристики, полученной на осциллографе:

 

2. График переходной характеристики, полученной после линеаризации:

 

3. График импульсной характеристики:

 

4. Плоскость нулей и полюсов:

 

 

 

 

Для разомкнутой системы построим график частотных характеристик:

 

 

5. Расчет и моделирование цифровой системы автоматического регулирования температуры в стационарной сушильной камере в средах Mathcad и Matlab:

 

коэффициент передачи объекта

постоянная  времени объекта

коэффициент передачи датчика

коэффициент передачи усилителя

относительная влажность воздуха, %

коэффициент передачи интегральной части непрерывного ПИ-регулятора

коэффициент передачи пропорциональной части непрерывного ПИ-регулятора

время дискретизации  сигналов в АЦП

2. Расчет частоты  дискретизации:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Дискретная  передаточная функция увлажняющей  форсунки:

4. Дискретная передаточная функция ПИ-регулятора

5. Дискретная  передаточная функция разомкнутой  системы автоматического регулирования  влажности воздуха в стационарной  сушильной камере:

6. Определим  частотные характеристики цифровой  системы управления:

АЧХ

7. Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Построение  графика треугольника устойчивости  цифровой системы автоматического  регулирования температуры в стационарной сушильной камере в соответствии с зависимостями:

граница апериодической неустойчивости

граница колебательной  неустойчивости с периодом колебания Tk=2xTm

граница колебательной  неустойчивости с периодом колебания Tk>2xTm

граница колебательной  и апериодической устойчивостей

9. Расчет значений относительных параметров:

 

 

 

 

по каналу П-составляющей

по каналу И-составляющей при исходной настройке  цифровой системы, когда Tm1= Tm

 

 

 

 

 

 

10. Расчет коэффициентов  знаменателя дискретной передаточной  функции:

11. После этого  нанесем эту точку на плоскость параметров [a11;a01]:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Проделаем  аналогичные вычисления при изменении  периода дискретизации сигналов  в 5, 10 и 20 раз:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ниже представлены графики положения точек [a12; a02], [a13; a03], [a14; a04] на плоскости параметров системы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tm1=5xTm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tm1=10xTm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tm1=20xTm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Исследование  переходной характеристики

Зададим начальные  условия:

сформируем  ряд номеров отчетов:

После этого  рассчитаем переходную характеристику с помощью рекуррентного соотношения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Определение  параметров качества регулирования:

мин

Статическая ошибка