Федосов Борис Трофимович
Рудненский индустриальный институт,
Рудный, Казахстан
Об авторе

УДК 681.51.01
Ф338

С и н т е з
Структурно-параметрическая оптимизация САР

         Приведены фрагменты задания и методических указаний к лабораторной работе № 6 по курсам "ТАУ", системотехника и теория линейных и нелинейных систем. Полная версия пособия содержится в прилагаемом файле, ссылка для загрузки которого дана в низу страницы.
         Пособие выполнено в виде электронной книги формата chm, которую можно просматривать на любом компьютере стандартными средствами операционной системы Windows. Для повышения эффективности работы студента в книгу включены в виде архивированных файлов заготовки виртуальных лабораторных стендов и документы Маткада.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цель и задачи работы

Цель работы: - изучение простейших методов синтеза САР и оптимизации ее параметров, экспериментальное определение оптимальных настроечных параметров САР и проверка работоспособности программы Vissim в режиме оптимизации параметров.

В результате выполнения работы следует сделать выводы о работоспособности режима оптимизации программы Vissim, областях и целесообразности ее применения.

Задачи работы:

2. Синтез САР. Структурно-параметрическая оптимизация

* * *

3. Задания к работе.

Основное задание

Дополнительное задание


Основное задание

3.1. Оптимизация параметров ПИ-регулятора линейной САР

* * *

3.1.3. Автоматическая оптимизация параметров ПИ-регулятора по критерию Сигма 5 в программе Vissim

Провести оптимизацию той же САР в программе Vissim в автоматическом режиме.

3.1.3, а. Лабораторный стенд

Загрузить и запустить из файла виртуальный стенд (см. Приложение п., файл O_313_Vis_Opt_PI.vsm, в папке с этим файлом должен находиться и файл Max_In.dll, или просто файл O_313_Vis_Opt_PI_2.vsm):

gif-file, 20KB

Рис.3.8. Стенд для оптимизации параметров ПИ-регулятора САР по критерию Sigma 5 в автоматическом режиме. Показан результат оптимизации. Фрагменты с вычислением функции цены d_Sigma и ограничения диапазонов параметров заключены в составные блоки, структура которых соответствует аналогичным фрагментам рис. 2.33

Для проведения автоматической оптимизации на стенде помещены три необходимых фрагмента:

Кроме того, на стенде помещен и необязательный информационный фрагмент, индицирующий число проведенных при оптимизации итераций и время одной итерации. Время всей оптимизации измеряется по ручным часам и вводится вручную.

Заменить, как и ранее, параметры неизменяемой части САР параметрами, показанными на рис. 3.2.

3.1.3, б. Автоматическая оптимизация параметров ПИ-регулятора

Для проведения автоматической оптимизации в программе Vissim следует:

Как видно на рис. 3.8 оптимальные значения параметров, полученные Vissim’ом в режиме автоматической оптимизации по методу Пауэлла составляют kп = 0.0679 и kи = 0.0356 и время регулирования равно 0.9 сек, в то время как значения, полученные методом приближений равны kп = 0.075 и kи = 0.075·0.48 = 0.036, а время регулирования равно 0.8 сек (см. рис.3.7).

Таким образом, значения полученные приближенным ручным методом и автоматически, при ограничении диапазона поиска, в Vissim’е получились весьма близкими, что взаимно доказывает состоятельность и применимость обоих методов.

Примечание. Для точного определения времени регулирования имеет смысл разворачивать окно осциллографа на весь экран и использовать режим чтения координат: двойной щелчок по осциллографу, кнопка Read Coordinates…

Сохранить файл модели с названием O_31_PI_ Vis_Auto_Opt_Stud.vsm в папке шестой работы.

Сделать снимок экрана и сохранить его в личной папке, в папке лабораторной работы 6. Приложить его к отчету.

3.1.3, в. Модель оптимизированной САР

Остается перенести полученные значения параметров ПИ-регулятора в схему исходной САР:

gif-file, 20KB

Рис. 3.9. Модель САР, автоматически оптимизированной в программе Vissim

Сохранить файл модели с названием O_31_PI_Vis_Auto_Opt_Fin_Stud.vsm в папке шестой работы.

Сделать снимок экрана и сохранить его в личной папке, в папке лабораторной работы 6. Приложить его к отчету.

Как выглядит процесс оптимизации, осуществляемый Vissim’ом автоматически, с точки зрения наблюдателя? Что при этом делает Vissim?

Как соотносятся результаты автоматической оптимизации и оптимизации, проведенной методом направленного подбора значений?

Действительно ли можно назвать оптимизацию, проведенную в Vissim'е «автоматической»? Почему следует вначале определять приближенные значения параметров регулятора и задавать ограничения на оптимизируемые параметры?

Как соотносятся время регулирования оптимизированной САР и время разгона неизменяемой части? Почему время регулирования значительно короче? Не приводит ли это к динамическим перегрузкам объекта управления и его источников энергии в режиме слежения?

* * *



* * *

4. Отчет и защита работы

5. Домашнее задание

6. Контрольные вопросы и задачи

7. Литература и Интернет

8. Задание для УИРС

Приложения



С и н т е з
Структурно-параметрическая оптимизация САР


Задания и методические указания
к выполнению лабораторной работы № 6
по курсам "ТАУ", "Системотехника" и
"Теория линейных и нелинейных систем"

Файл пособия: [TAU_Lab_6_060729.zip 1.63 МБ, 29.07.2006]

gif-file, 20KB

Цель работы: изучение простейших методов синтеза САР и оптимизации ее параметров, экспериментальное определение оптимальных настроечных параметров САР и проверка работоспособности программы Vissim в режиме оптимизации параметров.

В результате выполнения работы следует сделать выводы о работоспособности программы Vissim в режиме оптимизации, областях и целесообразности его применения.

Версия 1.2 содержит файлы моделей и документы Маткада с вычислениями, проводимыми в работе, и загружаемыми офф-лайн.

29.07.2006


К содержанию
<< 3.2. Лабораторные работы

<< К оглавлению
раздела Избранное