Нелинейные и дискретные блоки в Vissim

Министерство образования и  науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Факультет автоматизации и информационных технологий

 

Кафедра автоматизации производственных процессов

 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №4

_{Нелинейные  и  дискретные блоки  в  Vissim}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель:

_____________Г.И. Чмых

           (подпись)

_______________________

                  (оценка, дата)

 

Выполнил:

Студент группы 23-1

_____________П.Л. Баженов

           (подпись)

 

 

 

Красноярск 2013

 

Цель работы: изучение основных нелинейных блоков программы Vissim и решение задач по построению дискретных систем регулирования с использованием нелинейных, дискретных и логических блоков. По результатам работы следует сделать выводы о работоспособности блоков Vissim'а, об особенностях построения и работы дискретных систем автоматического регулирования.

Ход работы:

1. Построим стенд для полуавтоматического определения значений ЛАЧХ исследуемого объекта.

По заданию требуется заменить блоки с описаниями на рабочие  элементы, соответствующие этим описаниям (рисунок 1).

Рисунок 1 – Лабораторный стенд для полуавтоматического определения значений ЛАЧХ

Составим из арифметических, математических и нелинейных элементов требуемую схему САР (рисунок 2).

Рисунок 2 – Лабораторный стенд для полуавтоматического определения значений ЛАЧХ на элементах

Изменяя частоту генератора синусоиды от 1 рад/сек до 1000 рад/сек, с шагом, даваемым последовательностью 1 - 2 - 5 - 10 - 20 - 50 - 100 …, определим значения усиления исследуемого объекта, занесем их в таблицу 1, построим ЛАЧХ.

 

Таблица 1 – Усиление исследуемого объекта

Частота ω, Гц	Коэффициент усиления k, дБ	Частота ω, Гц	Коэффициент усиления k, дБ
1	15,7614	350	-23,0686
2	15,5083	400	-24,3187
3	15,1174	450	-25,4046
4	14,6371	500	-26,3591
5	14,1078	550	-27,226
10	11,3322	600	-28,0184
20	6,53008	650	-28,7478
30	2,7461	700	-29,4162
40	-0,34628	750	-30,0338
50	-2,95831	800	-30,6131
100	-10,7312	850	-31,1583
150	-14,9625	900	-31,6729
200	-17,8118	950	-32,1556
250	-19,9029	1000	-32,6119
300	-21,6198

Построим  ЛАЧХ на основе таблицы 1.

Рисунок 3 – ЛАЧХ исследуемого объекта

Таким образом  мы получили ЛАЧХ с наклоном -20 дБ/дек, что соответствует построенной  схеме. Также при наиболее близкой  к нулю (ω=0) частоте мы получили близкое по значению усиление:

20*lg(6,2 * 1/(0,1s² + 0,2s + 1)) = 20*lg 6,2 = 15,85

Из всего  этого делаем вывод о работоспособности  стенда.

По ЛАЧХ можно сделать вывод о том, что мы рассматриваем апериодическое звено первого порядка с постоянной времени T=0,1 с и коэффициентом усиления k=6,2.

2. Построим модель дискретной системы поддержания уровня воды в бассейне.

На основе предоставленной заготовки  построим требуемую схему логики(рисунок 4).

Рисунок 4 – Модель дискретной САР поддержания уровня воды в бассейне

Проверка  на работоспособность схемы путем  изменения параметров допустимых уровней, скоростей поступления и откачки  воды выявила, что при заданных начальных  условиях (подача воды не останавливается) схема не работает при условии, если скорость подачи больше скорости откачки  воды. При равенстве скоростей  поддерживается уровень поднимается  до максимального и поддерживается постоянно.

Вывод: в  данной лабораторной работе мы приобрели и закрепили навыки построения и исследования дискретных систем автоматического регулирования, изучили основные нелинейные блоки программы Vissim и решили задачи по построению дискретных систем регулирования с использованием нелинейных, дискретных и логических блоков.