📄Работа №5636
Тема: Анализ и синтез линейной системы автоматического управления
Тип работы
Курсовые работы
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
57стр. листов
Год:
2007
Просмотров:
1496
1200
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Индивидуальное задание……………………………………………………. 2
Оглавление…………………………………………………………………… 3
Введение……………………………………………………………………… 5
1. Анализ исходной САУ………………………..………………………….. 6
1.1 Преобразование САУ к одноконтурному виду…………………...…… 6
1.2 Определение передаточной функции САУ
в разомкнутом состоянии……………………………………………..… 7
1.3 Определение требуемого коэффициента усиления разомкнутой САУ
из условия статической точности………………………………………..8
1.4 Определение передаточных функций замкнутой
САУ по управляющему, возмущающему воздействию
и по ошибке………………………………………………………………..9
1.5 Выводы по проведенному анализу…………………………………….. 11
2. Анализ устойчивости САУ……………………………………………….12
2.1 Анализ устойчивости замкнутой САУ с помощью критерия
Раусса...………………………………………………………………….. 12
2.2 Анализ устойчивости с использованием критерия Найквиста ....……14
2.3 Анализ влияния коэффициента усиления разомкнутой САУ на
устойчивость…………………………………………………………….. 17
2.4 Построение кривой D-разбиения и выделение областей
устойчивости……………………………………………………………..18
2.5 Построение и анализ диаграммы Боде для разомкнутой САУ……….20
2.6 Выводы по анализу устойчивости САУ………………………………..25
3. Синтез исходной САУ…………………………………………...………. 26
3.1 Выбор и обоснование методов синтеза САУ…………………………..26
3.2 Расчет и построение желаемой ЛАХ и ЛФХ…………………………..27
3.3 Определение операторной передаточной функции и
постоянных времени последовательного корректирующего
устройства ………………………………………………………………. 30
3.4 Определение операторной передаточной функции и
постоянных времени корректирующей обратной связи…………...… 33
3.5 Выбор схемы реализации корректирующих устройств и расчет
их параметров………………………………………………………….... 39
3.5.1 Выбор схемы реализации последовательного
корректирующего устройства и расчет его параметров………… ....39
3.5.2 Выбор схемы реализации корректирующей обратной связи и
расчет ее параметров…………………………………………………..43
4. Анализ скорректированной САУ………………………………………...46
4.1 Оценка фактических запасов устойчивости (по модулю и по
фазе) скорректированной системы……………………………………..46
4.2 Расчет переходного процесса в скорректированных САУ
по управляющему и возмущающему воздействиям………………….. 47
4.2.1 Расчет переходного процесса в САУ с последовательной
коррекцией по управляющему и возмущающему воздействиям…. .47
4.2.2 Расчет переходного процесса в САУ с местной ОС по
управляющему и возмущающему воздействиям………………… …51
4.3 Оценка качества переходного процесса скорректированной САУ
и сравнение с заданными показателями………………………………..54
4.3.1 Последовательное корректирующее устройство…………………….54
4.3.2 Корректирующая обратная связь……………………………………..54
5. Выводы по работе…………………………………………………………55
Заключение……………………………………………………………….…..56
Список использованной литературы………………………………………..57
Оглавление…………………………………………………………………… 3
Введение……………………………………………………………………… 5
1. Анализ исходной САУ………………………..………………………….. 6
1.1 Преобразование САУ к одноконтурному виду…………………...…… 6
1.2 Определение передаточной функции САУ
в разомкнутом состоянии……………………………………………..… 7
1.3 Определение требуемого коэффициента усиления разомкнутой САУ
из условия статической точности………………………………………..8
1.4 Определение передаточных функций замкнутой
САУ по управляющему, возмущающему воздействию
и по ошибке………………………………………………………………..9
1.5 Выводы по проведенному анализу…………………………………….. 11
2. Анализ устойчивости САУ……………………………………………….12
2.1 Анализ устойчивости замкнутой САУ с помощью критерия
Раусса...………………………………………………………………….. 12
2.2 Анализ устойчивости с использованием критерия Найквиста ....……14
2.3 Анализ влияния коэффициента усиления разомкнутой САУ на
устойчивость…………………………………………………………….. 17
2.4 Построение кривой D-разбиения и выделение областей
устойчивости……………………………………………………………..18
2.5 Построение и анализ диаграммы Боде для разомкнутой САУ……….20
2.6 Выводы по анализу устойчивости САУ………………………………..25
3. Синтез исходной САУ…………………………………………...………. 26
3.1 Выбор и обоснование методов синтеза САУ…………………………..26
3.2 Расчет и построение желаемой ЛАХ и ЛФХ…………………………..27
3.3 Определение операторной передаточной функции и
постоянных времени последовательного корректирующего
устройства ………………………………………………………………. 30
3.4 Определение операторной передаточной функции и
постоянных времени корректирующей обратной связи…………...… 33
3.5 Выбор схемы реализации корректирующих устройств и расчет
их параметров………………………………………………………….... 39
3.5.1 Выбор схемы реализации последовательного
корректирующего устройства и расчет его параметров………… ....39
3.5.2 Выбор схемы реализации корректирующей обратной связи и
расчет ее параметров…………………………………………………..43
4. Анализ скорректированной САУ………………………………………...46
4.1 Оценка фактических запасов устойчивости (по модулю и по
фазе) скорректированной системы……………………………………..46
4.2 Расчет переходного процесса в скорректированных САУ
по управляющему и возмущающему воздействиям………………….. 47
4.2.1 Расчет переходного процесса в САУ с последовательной
коррекцией по управляющему и возмущающему воздействиям…. .47
4.2.2 Расчет переходного процесса в САУ с местной ОС по
управляющему и возмущающему воздействиям………………… …51
4.3 Оценка качества переходного процесса скорректированной САУ
и сравнение с заданными показателями………………………………..54
4.3.1 Последовательное корректирующее устройство…………………….54
4.3.2 Корректирующая обратная связь……………………………………..54
5. Выводы по работе…………………………………………………………55
Заключение……………………………………………………………….…..56
Список использованной литературы………………………………………..57
📖 Введение
Курс теории автоматического управления ставит свой целью ознакомление учащегося с общими принципами построения систем автоматического управления, с процессами и методами исследования процессов в этих системах. Принципы построения систем автоматического управления связаны с общими закона¬ми управления, значение которых выходит далеко за пределы технических задач. Однако теория автоматического управления сформировалась в самостоятельную науку, в первую очередь, на основе изучения процессов управления техническими устройствами. Изучение принципов построения и исследования систем управления в данном курсовом проекте производится на основе рассмотрения управления техническим устройством. Рассматриваемые принципы управления имеют более широкий общий смысл и могут быть применены при изучении процессов управления в совершенно иных системах, например в биологических, экономических, общественных и др.
Объектами управления могут быть: живые организмы (животные, растения), коллективы людей, производственные пред¬приятия, заводы, цехи, отдельные станки, машины. В зависимо¬сти от объекта и задачи управления системы управления могут быть различными — от самых простых систем автоматического регулирования, поддерживающих неизменной какую-либо вели¬чину (например, напряжение, температуру или давление), до сложных, содержащих десятки вычислительных машин, решающих задачи оптимального управления множеством объектов.
Кроме того, задачи автоматического управления охватывают такие вопросы, как адаптация, или самонастройка системы управления, в соответствии с изменением ее параметров или внешних воздействий, вопросы обеспечения оптимального функционирования системы управления при различных условиях, автоматический выбор наилучших режимов из нескольких возможных и др., не входящих в круг задач автоматического регулирования.
Теория автоматического управления как научная дисциплина переживает стадию бурного развития, связанного, в первую очередь, с внедрением мощных современных вычислительных машин и разработкой большого пакета компьютерных программ моделирования и исследования различных САУ. В своей курсовой работе я попытаюсь не обойти этот аспект стороной, пользуясь в процессе выполнения курсовой работы такими прикладными пакетами как MatLab, Maple, MathCAD, AutoCAD.
Объектами управления могут быть: живые организмы (животные, растения), коллективы людей, производственные пред¬приятия, заводы, цехи, отдельные станки, машины. В зависимо¬сти от объекта и задачи управления системы управления могут быть различными — от самых простых систем автоматического регулирования, поддерживающих неизменной какую-либо вели¬чину (например, напряжение, температуру или давление), до сложных, содержащих десятки вычислительных машин, решающих задачи оптимального управления множеством объектов.
Кроме того, задачи автоматического управления охватывают такие вопросы, как адаптация, или самонастройка системы управления, в соответствии с изменением ее параметров или внешних воздействий, вопросы обеспечения оптимального функционирования системы управления при различных условиях, автоматический выбор наилучших режимов из нескольких возможных и др., не входящих в круг задач автоматического регулирования.
Теория автоматического управления как научная дисциплина переживает стадию бурного развития, связанного, в первую очередь, с внедрением мощных современных вычислительных машин и разработкой большого пакета компьютерных программ моделирования и исследования различных САУ. В своей курсовой работе я попытаюсь не обойти этот аспект стороной, пользуясь в процессе выполнения курсовой работы такими прикладными пакетами как MatLab, Maple, MathCAD, AutoCAD.
✅ Заключение
Подведем итог выполненной работы, в процессе которой был проведен анализ и синтез данной в задании системы. По ходу выполнения работы решались задачи преобразования структурных схем, преобразования передаточных функций, определения устойчивости САУ, нахождения критического коэффициента. Особым типом задач были задачи, связанные с синтезом корректирующих устройств, удовлетворяющие заданным показателям качества переходного процесса.
Первая задача работы ставила своей целью преобразование исходной САУ к одноконтурному виду. Передаточные функции определенных звеньев при этом преобразовывались, образовывали эквивалентные звенья с новыми передаточными функциями. Для анализа устойчивости использовались два метода: алгебраический метод Раусса, заключающийся в построении таблицы Раусса на основе характеристического полинома замкнутой системы, и частотный метод Найквиста, который основывался на графическом построении АФХ. Оба метода дали отрицательные оценки устойчивости САУ. Далее, используя метод D-разбиения, было исследовано влияние коэффициента усиления на устойчивость САУ. Таким образом, на основании результатов анализа сформировалась задача синтеза корректирующих устройств (последовательного и параллельного). Синтез производился с использованием логарифмических характеристик с построением исходной, желаемой ЛАХ, ЛАХ корректирующих устройств (в случает синтеза параллельного корректирующего устройства была построена также ЛАХ охватываемого участка). Затем были проверены показатели качества скорректированной САУ. Проверялись запасы устойчивости по амплитуде и по фазе, после построения графиков переходных процессов проверялись показатели этих процессов, такие как перерегулирование, время переходного процесса, колебательность. В итоге, в содержании вывода по работе было дано сравнение двух видов коррекций, выявлены их основные положительные и отрицательные стороны.
Следует также отметить, что благодаря некоторой автоматизации расчетов с помощью ЭВМ выполнение работы значительно облегчилось. Такие пакеты прикладных программ, как MathLAB и MathCAD, использованные в процессе выполнения работы, помогли быстро и более точно рассчитать параметры структурной схемы, параметры схемной реализации, построить АФХ, кривую D-разбиения, графики переходных процессов и многое другое.
Первая задача работы ставила своей целью преобразование исходной САУ к одноконтурному виду. Передаточные функции определенных звеньев при этом преобразовывались, образовывали эквивалентные звенья с новыми передаточными функциями. Для анализа устойчивости использовались два метода: алгебраический метод Раусса, заключающийся в построении таблицы Раусса на основе характеристического полинома замкнутой системы, и частотный метод Найквиста, который основывался на графическом построении АФХ. Оба метода дали отрицательные оценки устойчивости САУ. Далее, используя метод D-разбиения, было исследовано влияние коэффициента усиления на устойчивость САУ. Таким образом, на основании результатов анализа сформировалась задача синтеза корректирующих устройств (последовательного и параллельного). Синтез производился с использованием логарифмических характеристик с построением исходной, желаемой ЛАХ, ЛАХ корректирующих устройств (в случает синтеза параллельного корректирующего устройства была построена также ЛАХ охватываемого участка). Затем были проверены показатели качества скорректированной САУ. Проверялись запасы устойчивости по амплитуде и по фазе, после построения графиков переходных процессов проверялись показатели этих процессов, такие как перерегулирование, время переходного процесса, колебательность. В итоге, в содержании вывода по работе было дано сравнение двух видов коррекций, выявлены их основные положительные и отрицательные стороны.
Следует также отметить, что благодаря некоторой автоматизации расчетов с помощью ЭВМ выполнение работы значительно облегчилось. Такие пакеты прикладных программ, как MathLAB и MathCAD, использованные в процессе выполнения работы, помогли быстро и более точно рассчитать параметры структурной схемы, параметры схемной реализации, построить АФХ, кривую D-разбиения, графики переходных процессов и многое другое.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.