Второй этап заключается в расчете, путем введения поправочных коэффициентов, настроек П-, ПИ-, ПИД-регуляторов, которые обеспечивают в объекте затухающий ПП со степенью затухания ψ = 0,8 – 0,9.
Исходя из условий, что АСР работает на грани устойчивости и
заменив р на jω можно записать исходные уравнения для метода:
А0(ω)×АR(ω) = 1, (1.1)
φ0(ω)+ φR(ω) = 0 (1.2)
для П-регулятора ПФ имеет вид:
R(p) = -S1×e jω (1.3)
Тогда уравнения (1.1) и (1.2) примут вид:
А0(ω) × S1 = 1, (1.4)
φ0(ω)+π = 0 (1.5)
Запишем амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) в частотной и степенной формах:
а) в частотной форме (p = jω),
, (1.6)
б) в степенной форме:
, (1.7)
где (1.8)
(1.9)
для усилительного звена –
для звена запаздывания – ;
для апериодического звена: (1.10)
(1.11)
Тогда ПФ в степенной форме будет иметь вид:
, (1.12)
получим:
(1.13)
(1.14)
Из уравнения (1.5) определим критическую частоту ωкр, при которой выполняется условие φ0(ω) = -π, подставляя частоту в выражение (1.14).
Расчет ωкр, Акр, произведен на ЭВМ и сведен в таблицу 1.
Таблица 1 - Критические настройки регулятора.
ωкр |
Акр |
0,87 |
1,035 |
Значения настроек П -, ПИ -, ПИД - регуляторов сведены в таблицу 2.
Таблица 3.2 - Рассчитанные значения настроек регуляторов
Тип регулятора |
Настройки регулятора |
||
S1 |
S0 |
S2 |
|
П |
0,435 |
- |
- |
ПИ |
0,392 |
0,094 |
- |
ПИД |
0,522 |
0,208 |
0,326 |