ВВЕДЕНИЕ 3
1 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЦЕЛЕЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ПРИНЦИПОВ РАБОТЫ ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 5
2 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 6
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ИССЛЕДУЕМОЙ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 8
3.1 Получение математической модели летательного аппарата 8
3.2 Математическая модель двигателя постоянного тока 10
3.3 Математические модели отдельных звеньев системы 12
3.4 Составление структурной схемы системы в целом 12
4 СИНТЕЗ РУЛЕВОГО ТРАКТА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И АНАЛИЗ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ ЗАДАННЫМ ПАРАМЕТРАМ 14
5 УПРОЩЁННАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА В ЦЕПИ РУЛЕВОГО ТРАКТА 18
6 Д-РАЗБИЕНИЕ ПО КОЭФФИЦИЕНТУ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОННОГО УСИЛИТЕЛЯ 21
7 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 26
8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБСОЛЮТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО КРИТЕРИЮ В.М.ПОПОВА 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
БИБЛИОГРАФИЯ 32
При проектировании систем автоматического управления (САУ) обычно задаются необходимые для нормальной работы показатели качества регулирования при некотором типовом воздействии. При этом решается как задача анализа, так и задача синтеза. Задача синтеза противоположна задаче анализа. Если при анализе структура и параметры заданы, а ищут или рассматривают поведение системы в заданных условиях, то в задаче синтеза задание и цель меняются местами.
Характер задания может быть различным. Существуют методы синтеза, при которых задается кривая переходного процесса. Однако реализация систем с переходным процессом, заданным чрезмерно жестко, как правило, оказывается весьма трудной: система получается неоправданно сложной и зачастую нереализуемой, в то время как небольшое отступление от заданной кривой может привести к существенному упрощению структуры. Поэтому более распространен метод задания более грубых качественных оценок, таких, как перерегулирование и время регулирования или же показатель колебательности, при которых сохраняется большая свобода в выборе детальной формы кривой переходного процесса. Задание кривой переходного процесса не исключено: им обычно пользуются при синтезе систем сложной структуры, когда требуется регулирование не-скольких координат.
Задача синтеза обычно имеет множество решений, и выбор из этого множества наиболее рационального решения не может быть сделан только на основании математических расчетов. Это больше инженерная, чем математическая задача. Чаще всего задается ряд элементов системы управления (объект регулирования, двигатели, усилители и т. п., поскольку при построении систем разумно максимально использовать широкую номенклатуру элементов автоматики, выпускаемых промышленностью). Нередко выбор основных типовых звеньев предопределяет и основные черты структуры системы. Назовем совокупность заданных элементов неизменяемой частью системы, а ту часть, которую надо найти в процессе синтеза, — изменяемой частью системы или корректирующим устройством.
При инженерном синтезе САУ необходимо обеспечить, во-первых, требуемую точность и, во-вторых, желаемый характер переходных процессов.
Решение первой задачи в большинстве случаев сводится к определению требуемого общего коэффициента усиления системы и, в случае необходимости,— вида корректирующих средств, повышающих точность системы. Эта задача может решаться при помощи определения ошибок в типовых режимах на основе критериев точности. Решение этой задачи, как правило, не сопряжено с трудностями принципиального или вычислительного характера, так как критерии точности достаточно просты для их практического использования. В сложных случаях можно прибегать к помощи моделирования. Решение оказывается сравнительно простым вследствие необходимости установления значений относительно небольшого числа параметров. В простейшем случае необходимо найти только общий коэффициент усиления системы.
Решение второй задачи — обеспечение приемлемых переходных процессов — оказывается почти всегда более трудным вследствие большого числа варьируемых параметров и многозначности решения задачи демпфирования системы. Поэтому существующие инженерные методы часто ограничиваются решением только второй задачи, так как их авторы считают, что обеспечение требуемой точности может быть достаточно про-сто сделано на основании использования существующих критериев точности и совершенствования их практически не требуется.
В настоящее время для целей анализа и синтеза систем САУ широко используются ПЭВМ, позволяющие производить полное или частичное моделирование системы. При таком моделировании становится возможным наиболее полно исследовать влияние раз-личных факторов нелинейности, зависимость параметров от времени и т. п.
Однако моделирование на ЭВМ не может заменить расчетных методов проектирования, которые во многих случаях позволяют исследовать вопрос в общем виде и среди многих решений найти оптимальное. Поэтому, несмотря на развитие и распространение машинных методов синтеза, теория должна располагать собственными методами, которые дополняли бы моделирование и являлись бы теоретической базой при отыскании оптимального решения.
В курсовой работе будем рассматривать синтез последовательных корректи-рующих устройств (элементов) одноконтурных систем.
В результате выполнения курсовой работы был произведён анализ и синтез системы автоматической стабилизации углового положения летательного аппарата в горизонтальной плоскости (автопилот), что главным образом включило в себя
–получение математических моделей системы и построение структурной схемы в целом;
–синтез корректирующего звена цепи рулевого тракта с помощью метода ЛАЧХ Солодовникова; корректирующее звено синтезировано таким образом, что обеспечивается точность и требуемые показатели качества; для полученного корректирующего звена предложена упрощённая техническая реализация;
–Д разбиение по одному параметру; с помощью этого метода определена область-претендент на устойчивость, из которой был выбран коэффициент передачи электронного усилителя, такой, что система ведёт себя нилучшим образом;
–исследование нелинейности в контуре рулевого тракта методом гармонической линеаризации; установлено, что в системе возникают автоколебания частотой 1.49 Гц и амплитудой 14.4;
–проверку на абсолютную устойчивость по критерию В.М.Попова; система оказалась абсолютно устойчивой, но при этом наложено ограничение на управляющий сигнал.
Таким образом, выполнена поставленная задача — задача анализа и синтеза систем автоматического управления с применением ЭВМ.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
