Реферат: Разработка системы автоматического управления
Южно-Сахалинский институт экономики, права иинформатики
Кафедра автоматизации
и энергетики
Курсовая работа
по дисциплине «Теорияавтоматического управления (ТАУ)»
тема: «Разработка системыавтоматического управления»
Выполнил студент
группы А-41
Тесленко В.В.
Проверил
преподаватель
Стельмащук С.В.
Южно-Сахалинск
2005
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Разработка системы автоматического регулирования
В задании необходимо:
1)<span Times New Roman"">
По данной структурной схеме определить передаточныефункции по управляющему <img src="/cache/referats/20705/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025"> и возмущающему <img src="/cache/referats/20705/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026"> воздействию.2)<span Times New Roman"">
Рассчитать графики переходных функций по управлению ипо возмущению на программе PSM.3)<span Times New Roman"">
Рассчитать коэффициенты ошибки по положению и поскорости САР по управляющему воздействию.4)<span Times New Roman"">
Произвести D-разбиениепо коэффициенту пропорциональности звена W1(p) и определитьего граничное значение.5)<span Times New Roman"">
Оценить устойчивость САР по методу устойчивости всоответствии с вариантом.6)<span Times New Roman"">
Произвести синтез последовательного звена. При этомнеобходимо обеспечить следующие показатели качества процесса регулирования вскорректированной системе:a)<span Times New Roman"">
перерегулирование <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">s<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">£25 %;b)<span Times New Roman"">
время переходного процесса tпп<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">£0.1 с;c)<span Times New Roman"">
точность скорректированной системы должна быть не нижеточности нескорректированной САР.Вариант № 22
№
Структура
W1
W2
W3
W4
Критерий
устойчивости
22
д
<img src="/cache/referats/20705/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">
<img src="/cache/referats/20705/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">
<img src="/cache/referats/20705/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">
<img src="/cache/referats/20705/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1030">
Найквиста
<img src="/cache/referats/20705/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1031">
1. Определим передаточныефункции по управляющему и возмущающему воздействию: <img src="/cache/referats/20705/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> <img src="/cache/referats/20705/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1033">
<img src="/cache/referats/20705/image020.gif" v:shapes="_x0000_i1034"><img src="/cache/referats/20705/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1035">
<img src="/cache/referats/20705/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1036">
<img src="/cache/referats/20705/image026.gif" v:shapes="_x0000_i1037">
Схема управляющеговоздействия:
<img src="/cache/referats/20705/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1038">
Схема возмущающеговоздействия:
<img src="/cache/referats/20705/image030.jpg" v:shapes="_x0000_i1039">
2. Графики переходных функцийполученные при помощи программы PSM:
График переходной функции поуправляющему воздействию:
<img src="/cache/referats/20705/image032.jpg" v:shapes="_x0000_i1040">
График переходной функции повозмущающему воздействию:
<img src="/cache/referats/20705/image034.jpg" v:shapes="_x0000_i1041">
3. Рассчитаем коэффициентыошибок по положению и по скорости САР по управляющему воздействию:
Определим астатизм системы, рассмотрим Wраз(P):
<img src="/cache/referats/20705/image036.gif" v:shapes="_x0000_i1042">P/ Коэффициенты ошибки для даннойсистемы: <img src="/cache/referats/20705/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1043">
C1 = ∞ — коэффициент ошибки по скорости.
4. Производим D-разбиение по коэффициенту пропорциональности звена W1(p) и определим его граничное значение Kгр.
Рассмотрим <img src="/cache/referats/20705/image040.gif" v:shapes="_x0000_i1044">
<img src="/cache/referats/20705/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1045"> <img src="/cache/referats/20705/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1046"> <img src="/cache/referats/20705/image046.gif" v:shapes="_x0000_i1047">.
<img src="/cache/referats/20705/image048.gif" v:shapes="_x0000_i1048">
Приравниваем знаменатель кнулю и решаем уравнение: <img src="/cache/referats/20705/image050.gif" v:shapes="_x0000_i1049">
<img src="/cache/referats/20705/image052.gif" v:shapes="_x0000_i1050">
<img src="/cache/referats/20705/image054.gif" v:shapes="_x0000_i1051">
<img src="/cache/referats/20705/image056.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> => ω1=0, или
<img src="/cache/referats/20705/image058.gif" v:shapes="_x0000_i1053">
<img src="/cache/referats/20705/image060.gif" v:shapes="_x0000_i1054">
<img src="/cache/referats/20705/image062.gif" v:shapes="_x0000_i1055">
Подставим полученные корни в действительную часть:
<img src="/cache/referats/20705/image064.gif" v:shapes="_x0000_i1056">
<img src="/cache/referats/20705/image066.gif" v:shapes="_x0000_i1057">
Kгр=2,3844
5. Оценка устойчивости покритерию Найквитста.
С помощью графикапостроенного в программе MathCad2001 Proоцениваем устойчивость системы. На графике видно, чтогодограф не охватывает точку (-1;j0),следовательно система устойчива.
<img src="/cache/referats/20705/image068.jpg" v:shapes="_x0000_i1058">
6. Произведем синтезпоследовательного звена:
<img src="/cache/referats/20705/image070.gif" v:shapes="_x0000_i1059">
Рассмотрим знаменатель <img src="/cache/referats/20705/image072.gif" v:shapes="_x0000_i1060">
0,2p4+ 0,2p3+ 0,05p2+ 0,4p3+ 0,4p2+ 0,1p+ 2p3+ 2p2+ 0,5p+ 4p2+ 4p+ 1 + 5
0,2p4+ 2,6p3+ 6,45p2+ 4,6p+ 6
В программе MathCadвводим функцию <img src="/cache/referats/20705/image074.gif" v:shapes="_x0000_i1061">
Из данных корней получаемфункции, используя следующие формулы:
<img src="/cache/referats/20705/image076.gif" v:shapes="_x0000_i1062"> <img src="/cache/referats/20705/image078.gif" v:shapes="_x0000_i1063"> <img src="/cache/referats/20705/image080.gif" v:shapes="_x0000_i1064"> <img src="/cache/referats/20705/image082.gif" v:shapes="_x0000_i1065"> — коэффициентдемпфирования
<img src="/cache/referats/20705/image084.gif" v:shapes="_x0000_i1066"> <img src="/cache/referats/20705/image086.gif" v:shapes="_x0000_i1067"> <img src="/cache/referats/20705/image088.gif" v:shapes="_x0000_i1068">
<img src="/cache/referats/20705/image090.gif" v:shapes="_x0000_i1069">
Получаем <img src="/cache/referats/20705/image092.gif" v:shapes="_x0000_i1070">
Построим ЛАХнескорректированной системы Lнск = L01(ω)
НЧ: 20lg5=20∙0,7=14 <img src="/cache/referats/20705/image094.gif" v:shapes="_x0000_i1071">
Используя номограммыСолодовникова строим желаемую ЛАХ и определяем из заданных параметров (σтр=25%, tпп=0,1с) частоту среза ωс.
Pmax=1,5; Pmin = 1 – Pma x= 1- 1,5 = -0,5
<img src="/cache/referats/20705/image096.gif" v:shapes="_x0000_i1072">, <img src="/cache/referats/20705/image098.gif" v:shapes="_x0000_i1073">
По номограммам определяем L1 =1 0 и L2 = -10.
Строим ЛАХ регулятора:
Lр = Lж – Lнск
По полученной характеристикерегулятора составляем уравнение:
20lgk = 0 => k=1, lgω =x => ω=10x; <img src="/cache/referats/20705/image100.gif" v:shapes="_x0000_i1074">
<img src="/cache/referats/20705/image102.gif" v:shapes="_x0000_i1075">
С помощью программы PSMсоставляем схему с регулятором м проверяем точностьскорректированной системы.
Схема с регулятором:
<img src="/cache/referats/20705/image104.jpg" v:shapes="_x0000_i1076">
Выходной сигнал схемы с регулятором:
<img src="/cache/referats/20705/image106.jpg" v:shapes="_x0000_i1077">