Управление напряжением рентгеноскопической установки (стр. 5 из 13)
Графики представлены на рис. 2.5, 2.6 и 2.7.
Рисунок 2.5 – Переходные функции системы по задающему и возмущающему воздействию
Из рис. 2.5 видно, что время переходного процесса по задающему воздействию равно 8,2с.
Рисунок 2.6 – Диаграмма Боде
Из рис. 2.6 видно, что запас по амплитуде – бесконечность, а запас по фазе–91,5°.
Рисунок 2.7 – Диаграмма Найквиста
Изучив полученные результаты, делаем вывод, что необходимо в систему вводить регулятор, так как нас не устраивает время переходного процесса, он не удовлетворяет требованиям ТЗ(tПП≤3с)
2.3 Динамический расчет системы
2.3.1 Синтез цифрового корректирующего устройства с получением дискретной передаточной функции регулятора
Синтез структуры системы управления обусловлен располагаемым приборным оборудованием и поставленными задачами.
Для построения контура стабилизации необходимо выбрать закон управления, который обеспечивал бы не только устойчивость контура управления, но и приемлемое качество переходных процессов и точность в установившемся режиме. Синтез структуры системы управления обусловлен располагаемым приборным оборудованием и поставленными задачами.
Используем пропорционально-интегрально-дифференциальный закон управления (ПИД - регулятор).
Для подбора коэффициентов регулятора в исходную систему строим ЛАЧХ и с его помощью подбираем коэффициенты.
2.3.2 Синтез корректирующего устройства с помощью ЛАЧХ
Построение располагаемой ЛАЧХ. Под располагаемой ЛАЧХ понимается характеристика исходной системы управления, построенной исходя из требуемых режимов стабилизации. Обычно под исходной системой понимается система, состоящая из управляемого объекта и управляющего устройства и не снабженная необходимыми корректирующими средствами:
(2.7)Строим располагаемую ЛАЧХ. Для этого производим статический расчет САУ по задающему и возмущающему воздейставию.
Статический расчет САУ по задающему воздействию:
(2.8) 
(2.9) 
(2.10) 
По возмущающему воздействию
(2.11) 
(2.12) 
(2.13)Из предложенных
выбираем тот, который больше.
(2.14) 
(2.15) 
(2.16) 
(2.17) 
(2.18)Построение желаемой ЛАЧХ делается на основе тех требований, которые предъявляются к проектируемой системе управления, такие как перерегулирование, время переходного процесса, коэффициенты ошибок.
Определяем частоту фазы желаемой ЛАЧХ.
. (2.19)Находим ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства путем вычитания ЛАЧХ располагаемой системы и ЛАЧХ желаемой системы.
(2.20) 
(2.21) 
(2.22)МП реализует передаточные функции регулятора и корректирующего звена. Из условия подавления помех определим
. 
Передаточная функция регулятора ПИД – типа имеет вид:
; (2.23) 
; (2.24) 
(2.25) 
; (2.26) 
Т.к при построении ЛАЧХ мы учитывали интегрирующее звено, поэтому при расчете
мы эту составляющую не учитываем. 
На рис. 2.8 изображено построение ЛАЧХ.
Выбор периода квантования Т является важным этапом проектирования ЦСАУ. Уменьшение Т облегчает условия устойчивости, приводит к повышению точности регулирования, загрузки ЦВУ и неэкономному расходу машинного времени.
Увеличение Т ухудшает качество регулирования ЦСАУ. Поэтому возникает проблема компромиссного решения, удовлетворяющего противоречивым требованиям.
Практика проектирования ЦСАУ позволяет сделать практический вывод: для обеспечения устойчивости ЦСАУ необходимо, чтобы частота 2/Т была, по крайней мере, на 0,5 декады правее частоты среза желаемой ЛАЧХ непрерывной части:
0,08с. (2.28)Таким образом, данный метод определения Т исходит из обеспечения устойчивости ЦСАУ.
Передаточная функция цифрового регулятора имеет вид:
(2.29) 
(2.30) 
(2.31) 
= 
; 
= 
; 
= 
. (2.32)2.3.3 Исследование и анализ функциональных свойств цифровой системы
Структурная схема системы с цифровым регулятором представлена на рис. 2.9.
Рисунок 2.9 – Структурная схема исследуемой системы
Передаточная функция системы имеет вид:
. (2.33)На рис. 2.10 показана переходная функция системы по задающему воздействию.
Рисунок 2.10– Переходная функция системы по задающему воздействию
Из рис. 2.10 видно, что время переходного процесса по задающему воздействию равно 2с.
На рис. 2.11 представлена диаграмма Боде.
Рисунок 2.11 – Диаграмма Боде
Из рис. 2.11 видно, что запас по амплитуде – 22,7 дБ, а запас по фазе– 44,5 °. Исследуем влияние на систему возмущений.
В данной работе будет исследована реакция системы на такие возмущения: нестабильность питания(скачок)
от 
- f1, пульсация 
от с частотой 100 Гц – f2 , наводки, шумы – f3.Первым рассмотрим влияние пульсации на систему управления анодным напряжением в рентгеноскопической установке.
На рис. 2.12 показана структурная схема исследуемой системы.
Рисунок 2.12 – Структурная схема исследуемой системы
Передаточная функция системы имеет вид:
. (2.34)На рис. 2.13 изображена переходная функция системы по возмущающему воздействию, которое подается на 5 секунде.