Синтез комбинированной сау (стр. 3 из 3)
(3.3)Запишем найденные передаточные функции объекта по управляющему и возмущающему каналам:
(3.4) 
(3.5)Определим передаточную функцию компенсатора по формуле (3.3):
(3.6)Напишем разложение:
(3.7) 
(3.8)Передаточная функция компенсатора имеет вид:
(3.9)Т1к = -4,3+8,5 = 4,2 c (3.10)
T2к = 4,3+8 = 12,3 c (3.11)
Отсюда передаточная функция компенсатора имеет вид:
(3.12)Компенсатор должен выполнять свою функцию, а именно, компенсировать вредное возмущающее воздействие. В данном случае переходная характеристика без компенсатора (рис 6.) находится в пределах регулирования. Поэтому компенсатор в данной САУ накладывается на переходную характеристику.
На рисунке 7 приведена структурная схема рассчитанной САУ.
Рис.7.
4. Построение переходнного процесса в системе по задающему воздействию. Определение показателей качества регулирования.
Для проверки правильности выполненных расчетов Wk и Wp рассчитаем переходные процессы в системе по заданию и возмущению. Для этого воспользуемся уравнением:
(4.1)С помощью ЭВМ (программы «СС») частотным методом строим график переходного процесса (рис. 8.). Частотный метод основан на связи переходного процесса
(4.2)По первой части уравнения (4.1) строим переходную характеристику по заданию.
Данные для определения показателей качества находим из графика переходной характеристики на рис. 8.
1. Статическое отклонение: d=0.
2. Время регулирования: tp=21 с
3. Перерегулирование:
(4.3) 4. Степень затухания:
(4.4)5. Зона допустимых отклонений:
0,5 
4. Непосредственное цифровое управление (НЦУ).
Система автоматического регулирования с НЦУ (рис.9) содержит объект управления и автоматический регулятор. Роль последнего выполняет ЭВМ, снабженная рядом устройств для преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую (АЦП), а также из цифровой формы в аналоговую (ЦАП). На рис.9 аналоговые сигналы обозначены как функции времени y(t), g(t), f(t). Соответствующие цифровые сигналы отличаются от них не только формой представления величин, но и дискретным характером изменения во времени. Изменение во времени цифровых сигналов производится в моменты времени t = iТд., где Тд – интервал дискретности; i = 0,1,2,…n.
f(t)
f[n]
g(t) g[n] U[n] U(t) y(t)
Рис.9 Структурная схема системы НЦУ
Цифровые сигналы обозначены на схеме как переменные с индексами y[n], g[n], f[n], причем y[n]=y[nТд], g[n]=g[nТд], f[n]=f[nТд].Интервал дискретности Тд. выбирается из условия Тд.= Тu/20 где Тu – постоянная времени интегрирования непрерывного регулятора.
Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий автоматическое регулирование, может быть получен из уже найденного закона регулирования непрерывного регулятора.
Передаточная функция регулятора:
Определим интервал дискретности: Т0 = Ти опт / 20 = 7,6/ 20 = 0,38 с
Управляющее воздействие цифрового регулятора с компенсацией возмущения имеет вид:
U[n]=U1[n]+U2[n] (5.1)
ПИ-закон регулирования имеет вид:
(5.2)Компенсирующее воздействие на предыдущем интервале дискретности:
(5.3)Подставим числовые значения ПИ-регулятора и интервала дискретности:
Имеем:
(5.4) 
(5.5)Вычтем из (5.4) - (5.5):
Окончательно U1[n] примет вид:
(5.6)ε[n]=g[n]-y[n] и ε[n-1]=g[n]-y[n-1], подставляем их в уравнение (5.6):
U1[n]=U1[n-1]+3,26' (g[n]-y[n])-3,1'( g[n]-y[n-1])
U1[n]=U1[n-1]+3,26'g[n]- 3,26'y[n]-3,1' g[n]+3,1'y[n-1]
U1[n]=U1[n-1]+0,16'g[n]- 3,26'y[n]+3,1'y[n-1] (5.7)
Передаточная функция компенсатора:
Путем несложных преобразований найдем U2[n]:
Т2к'p'U2(p)+U2(p)=Кк'( Т1к'p'f(p)+f(p))
12,3p'U2(p)+U2(p)= (4,2p'f(p)+(p))
12,3p'U2(p)+U2(p)=4,2p'f(p)+f(p)
13,3U2[n]=12,63'U2[n-1]+5,2'f[n]-4,2'f[n-1]
Окончательно U2[n] приняло вид:
U2[n]=0,9'U2[n-1]+0,39'f[n]-0,31f[n-1] (5.8)
Путем сложения (5.7) и (5.8) окончательно запишем управляющее воздействие цифрового регулятора с компенсацией возмущений:
U[n]=U1[n-1]+0,16'g[n]-3,26'y[n]+3,1y[n-1]+ 0,9'U2[n-1]+0,39'f[n]-0,31'f[n-1 
Полученное выражение используется для составление программы НЦУ.
Cтруктурная схема с НЦУ.
Библиографический список.
1.Лукас В.А. Основы теории автоматического управления. Л.: Недра, 1977.376 с.
2.Медведев Р.Б., Бондарь Ю.Д., Романенко В.Д. АСУ в металлургии. М.: Металлургия, 1987. 253 с.
3.Марюта А.Н., Качан Ю.Г., Бунько В.А. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик. М.: Недра, 1983. 248 с.
4.ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ: Программа, методические указания, контрольные задания и задания к курсовой работе / Ленинградский горный институт. Сост.: В.И. Златкин, С.В. Стороженко. СПб, 1992. 40 с.