1. 1 Фундаментальные принципы управления (стр. 5 из 10)
Перерегулирование – 20%
Время затухания – 20с
Степень затухания – 0.85
3.8 Выбор и расчет передаточной функции эквивалентного объекта
Настроечные коэффициенты для регулятора Р1 рассчитываются , как настройки для внутреннего контура . Настроечные коэффициенты для регулятора Р2 рассчитываются по передаточной функции эквивалентного объекта .
Сравнивая время затухания переходных процессов внутреннего и основного контуров определяем , что Wэкв соответствует виду: Wэкв(s)=Wоб(s)/Wоб1(s),
где Wоб(s)=1*e-6*s/(13.824*s3*17.28*s2+7.2*s+1),
(s)=1/(23.04*s2+9.6*s+1).
После проведенных расчетов получаем :
Wэкв(s)=(23.04*s2+9.6*s+1)*e-6*s/(13.824*s3*17.28*s2+7.2*s+1)
Расчет оптимальных настроек внешнего регулятора.В программе Linreg вводим передаточную функцию эквивалентного объекта и получаем значения оптимальных настроек регулятора Р2 .
Kп=0.111
Ти=1.037
Wкр=0.29101
В пакете Siam смоделируем переходные процессы по управляющему и по возмущающему воздействию .
 |
Структурная схема каскадной системы по управляющему воздействию
1.K=Kп=0.111
2.K/S=Kп/Tи=0.107
3.K=Kп=4.396
4.K/S=Kп/Tи=0.5582
5.W(s)=1/(23.04*s2+9.6*s+1)
6.W(s)=1/(13.824*s3*17.28*s2+7.2*s+1)
7.K=1,T=6
 |
Переходной процесс
Перерегулирование – 57%
Время затухания – 150с
Степень затухания – 0.91
Структурная схема каскадной системы по
1. W(s)=1/(13.824*s3*17.28*s2+7.2*s+1)
2. W(s)=1/(23.04*s2+9.6*s+1)
3. K=1,T=6
4. K/S=Kп/Tи=0.5582
5. K=Kп=4.396
6. K/S=Kп/Tи=0.107
7. K=Kп=0.111
8.K=-1
 |
Переходной процесс
Перерегулирование – 30%
Время затухания – 120с
Степень затухания – 0.23
Расчет компенсирующего устройства
Для этого смоделируем в пакете SIAM схему комбинированной системы без компенсатора .
 |
Структурная схема комбинированной системы без компенсатора
1.W(s)=1/(9*s2+6*s+1)
2.K=Kп=0.49
3.K/S=Kп/Tи=0.0916
4.W(s)=1/(13.824*s3*17.28*s2+7.2*s+1)
5.K=1,T=6
6.K=-1
7.K=-1
 |
Переходной процесс
Перерегулирование – 87%
Время затухания – 65с
Степень затухания –0.95
3.9 Комбинированная система управления с подачей дополнительного воздействия на вход регулятора
Определим передаточную функцию фильтра согласно формуле: Wф(s)=Wов(s)/(Wоб(s)*Wр(s)), где Wов(s) – передаточная функция канала по возмущению , Wоб(s) - передаточная функция объекта, Wр(s) - передаточная функция регулятора,
Находим значения передаточной функции фильтра для нулевой частоты: Aф(0)=Aов(0)/(Aоб(0)*Aр(0))=0 Fф(0)=Fов(0)-(Fоб(0)+Fр(0))=90
Находим значения передаточной функции фильтра для резонансной частоты (w=0.14544):
Aф(w)=Aов(w)/(Aоб(w)*Aр(w))=0.769/(0.816*0.851)=1.13
Fф(w)=Fов(w)-(Fоб(w)+Fр(w))=-46-(-53+(-76))=83
В качестве компенсатора возмущения используем реальное дифференциальное звено : Wk(s)=Kв*Тв(s)/(Tв(s)+1)
Координаты компенсатора определяем геометрически.
Kв=ОД=7
Тв=(1/w)*sqrt(ОС/ДС)=1.018
Cмоделируем в пакете SIAM схему комбинированной системы c компенсатором .
 |
Структурная схема комбинированной системы с компенсатором
1.W(s)=1/(9*s2+6*s+1)
2.К=7
3.К=1.018,Т=1.018
4.К=-1
5.K/S=Kп/Tи=0.0916
6.K=Kп=0.49
7.K=1,T=6
8.W(s)=1/(13.824*s3*17.28*s2+7.2*s+1)
9.К=-1
10.К=-1
 |
Переходной процесс
Перерегулирование – 56%
Время затухания – 70с
Степень затухания –0.93
3.10 Анализ переходных процессов
3.10.1 Анализ переходных процессов модели
Для того чтобы сделать анализ составляется сводная таблица переходных процессов
По данным полученным в результате расчетов можно сделать вывод , что лучше справляется с регулированием каскадная АСР без компенсатора возмущения .
3.10.2 Анализ переходных процессов реального объекта
По данным полученным в результате расчетов можно сделать вывод , что лучше справляется с регулированием каскадная АСР c компенсатором возмущения .
11. Перечень файлов
VIT1 – кривая разгона по основному каналу
VIT2 - кривая разгона по внутреннему каналу
VIT3 - кривая разгона по каналу возмущения
VIT_1 - аппроксимированная кривая разгона по основному каналу
VIT_2 - аппроксимированная кривая разгона по внутреннему каналу
VIT_3 - аппроксимированная кривая разгона по каналу возмущения
S_ODN_U – структурная схема одноконтурной системы по управлению
S_ODN_V - структурная схема одноконтурной системы по возмущению
S_VN_U - структурная схема внутреннего канала по управлению
S_VN_V - структурная схема внутреннего канала по возмущению
S_KAS_U - структурная схема каскадной системы по управлению
S_KAS_V - структурная схема каскадной системы по возмущению
S_KOM_NO - структурная схема комбинированной системы по управлению
S_KOM_R - структурная схема комбинированной системы по возмущению
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1. Расчет экономической эффективности
Затраты на создание программного продукта складываются из расходов по оплате труда разработчика программы и расходов по оплате машинного времени при отладке программы:
Зспп = Ззпспп + Змвспп + Зобщ,
где Зспп - затраты на создание программного продукта;
Ззпспп - затраты на оплату труда разработчика программы;
Змвспп - затраты на оплату машинного времени;
Зобщ - общие затраты.
Расчёт затрат на создание программного продукта:
· Расходы на оплату труда разработчика программы
Расходы на оплату труда разработчика программы определяются путем умножения трудоёмкости создания программного продукта на среднюю часовую оплату программиста (с учётом коэффициента отчислений на социальные нужды):
Ззпспп=t * Tчас.
· Расчёт трудоёмкости создания программного продукта
Трудоёмкость разработки программного продукта можно определить следующим образом:
t = t о + tд + tот
где tо - затраты труда на подготовку описания задачи;
tд - затраты труда на подготовку документации задачи;
tот - затраты труда на отладку программы на ЭВМ при комплексной отладке задачи.
Составляющие затрат, в свою очередь можно вычислить через условное число операторов Q. В нашем случае число операторов в отлаженной программе Q = 585.
· Расчёт затрат труда на подготовку описания
Оценить затраты труда на подготовку описания задачи не возможно, т.к. это связано с творческим характером работы, вместо этого оценим затраты труда на изучение описания задачи с учётом уточнения описания и квалификации программиста определяются:
tи = Q * B /(75...85 * K),
где B - коэффициент увеличения затрат труда вследствие
недостаточного описания задачи, уточнений и
некоторой не доработки, B=1,2...5;
K - коэффициент квалификации разработчика, для
работающих до 2 лет К=0.8;
В связи с тем, что при изучении описания данной задаче потребовалось много уточнений и доработок в описании коэффициент B, принимаем равным 4
Таким образом, получим
tи = 585 * 4/(75 * 0.8) = 39 (чел-час).
Расчёт затрат труда на отладку программы
Затраты труда на отладку программы на ЭВМ при комплексной отладке задачи:
tот = 1.5 * tAот ,
где tAот - затраты труда на отладку программы на ЭВМ при автономной отладке одной задачи;
tAот = Q/(40...50 * K) = 585/(45*0.8) = 16.3 (чел-час).
Отсюда tот = 1.5*16.3 = 24.5 (чел-час).
Расчёт затрат труда на подготовку документации:
Затраты труда на подготовку документации по задаче определяются:
tд = tдр + tдо ,
где tдр - затраты труда на подготовку материалов в рукописи;
tдо - затраты на редактирование, печать и оформление документации;
tдр = Q/(150...160 * K) = 585/(150*0.8) = 4,9 (чел-час);
tдо = 0.75 * tдр = 0.75*4,9 = 3.68 (чел-час);
Отсюда: tд = 3.68 + 4,9 = 8.58 (чел-час).
Итак, общую трудоёмкость программного продукта можем рассчитать:
t = 39+8,58+24,5=72,08 (чел-час).
4.3.Расчёт средней зарплаты программиста
Средняя зарплата программиста в современных рыночных условиях может варьироваться в широком диапазоне. Для расчёта возьмём среднюю часовую оплату труда, которая составляет
Тчас = 110тг/час, что составляет 17600 тг/мес при 8-ми часовом рабочем дне и 5-ти дневной рабочей неделе. Эта цифра близка к реальной заработной плате программиста на предприятии, где проводилась работа.
Затраты на оплату труда программиста состоят из зарплаты программиста и отчислений на социальные нужды. Отсюда затраты на оплату труда программиста составляют: