Реферати українською » Коммуникации и связь » Аналіз режимів автоматичного керування


Реферат Аналіз режимів автоматичного керування

Страница 1 из 2 | Следующая страница



МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РЕСПУБЛІКИ КАЗАХСТАН



Факультет енергетики, і машинобудування


Кафедра енергетики, і приладобудування


>КУРСОВАЯ РОБОТА


"Аналіз режимів автоматичного управління "


Дисципліна: "Основи автоматики"


авторВакульчикМ.Ю


ВикладачКашевкин А.А.


Петропавловськ 2011 р


[i]

[/i]

Зміст


Запровадження


1. Дослідження режимів системи автоматичного управління


1.1 Визначення передавальної функції замкнутої системи


1.2 Побудова логарифмічною амплітудної частотною характеристики


1.3 Побудова логарифмічною фазової частотною характеристики


1.4 Тимчасові характеристики САУ


1.5 Дослідження стійкості САУ


2. Синтез системи ">объект-регулятор"


2.1 Розрахунок оптимальних параметрів регуляторів


2.2 Вибір оптимального регулятора з урахуванням експериментальних досліджень


Укладання


Список літератури


Запровадження

Автоматика - це область науку й техніки, що охоплює теорію та принципи побудови системам управління, діючих без особистої участі людини.


Перші автоматичні устрою промислового призначення розробив через відкликання появою парових машин. У другій половині 19 століття з'явилась автоматичні устрою, засновані на використанні електричної енергії. Спочатку робота зі створення автоматичних систем в механіці, електротехніці,теплотехнике та інших наукових галузях велися незалежно друг від друга.


Для сучасної техніки характерні значне ускладнення завдань управління і зростання обсягів оброблюваної інформації, що визначають принциповий якісний стрибок автоматизації - широке застосування коштів обчислювальної техніки.


Постійне розвиток науку й техніки і інтенсивне впровадження науково-технічних набутків у виробництво забезпечують безупинне поповнення арсеналу технічних засобів автоматики, витісняючи застарілі елементи новими, сучаснішими конструкціями.


Основне завдання даної роботи є підставою ознайомлення з основними методами побудови систем автоматичного управління і систем автоматичного управління коштами, необхідні реалізації.


[i]

[/i]

1. Дослідження режимів системи автоматичного управління 1.1 Визначення передавальної функції замкнутої системи













Малюнок 1. Функціональна схема системи регулювання температури


СР - об'єкт регулювання;


РВ - регулюючий орган;


Р - редуктор;


>ДВ - двигун;


УС - підсилювач;


>ЧЭ - чутливий елемент;


UІЗ - обмірюване напруга;


DU - відхилення напруги;


j1
-
кут повороту валу двигуна;


j2
- кут повороту валу редуктора;


>t1 - температура на вході об'єкта;


>t2 - температура не вдома об'єкта;


UЗ - який задає напруга;


U1 - вхідний напруга регулювання двигуна.


1.Уравнение регульованого об'єкта ([i]1 + [/i][i]T1[/i][i]>p) [/i][i]>t2 = [/i][i]>k1[/i][i]>t1[/i][i]>p[/i]


де T1 - стала часу СР;k1 - коефіцієнт передачі.


автоматичне управління регулятор режим


2.Уравнение регулюючого органу [i]>t1
= [/i][i]>k2[/i][i]j2,[/i]деk2 - коефіцієнт передачі;


3.Уравнение двигуна разом із редуктором ([i]1 + [/i][i]T2[/i][i]>p) [/i][i]>p[/i][i]j2
= [/i][i]>k3[/i][i]U1[/i]


де T2 - стала часу двигуна;k3 - коефіцієнт передачі;


4.Уравнение підсилювача [i]U1
= [/i][i]>k4 ∙[/i][i]D[/i][i]U[/i]


деk4 - коефіцієнт передачі;


5.Уравнение чутливого елемента [i]Uз
= [/i][i]>k5 ∙[/i][i]>t2[/i].



1.Усилитель (1.1)


2. Двигун і редуктор (1.2)


3.Регулирующий орган (1.3)


4. Об'єкт регулювання (1.4)


5. Чутливий елемент (1.5)




1.2 Побудова логарифмічною амплітудної частотною характеристики

 (>апериодическое ланка другого порядку)


Розглянемо побудоваЛАЧХ у разіапериодического ланки другого порядку. Це ланка не належить до елементарних ланок, може бути уявити, як послідовне поєднання двохапериодических ланок першого порядку.


І тому необхідно знайти коріння характеристичного рівняння передавальної функції ланки [i]Т3, Т4.[/i]


[i] [/i]


 (1.6)


 


Тоді передатна функціяапериодического ланки другого порядку запишеться так:


 (1.7)




[i]L ([/i][i]>) [/i]


Першаасимптота починається у точці [i]20[/i][i]>lgk[/i] і радіомовлення продовжується до точкисопрягающей частоти [i]>1=1/ [/i][i]T3[/i] - початок другийасимптоти, яка відкладається з нахилом -20дБ/дек. Третяасимптота починається у точцісопрягающей частоти[i]
[/i][i]>2=1/ [/i][i]T3
[/i]і має нахил вже -40дБ/дек. Через війну одержимо характеристику, зображену на мал.2.







Малюнок 2.Амплитудная частотна характеристикаапериодического ланки другого порядку



[i]

[/i]


1.3 Побудова логарифмічною фазової частотною характеристики

Розглянемо побудоваЛФЧХ дляапериодического ланки другого порядку. Оскільки цієї ланки можна як двохапериодических ланок першого порядку, з'єднаних послідовно, то загальнаЛФЧХ [i]> (>) [/i]являтиме суму фазових частотних характеристикапериодических ланок першого порядку (рис.3).


[i] [/i]


[i]>[/i][i] (>[/i][i]) = -arctg[/i][i]T3 - 4 ([/i]1.9)


[i][/i]


0[/i]асимптотически прагне осі частот, а при [i]>[/i] - до прямий [i]>= =->2.[/i]


[i] [/i]



Малюнок 3.Логарифмическаяфазовая частотна характеристика


1.4 Тимчасові характеристики САУ

Важливою характеристикою автоматичних систем (ланок) є перехідні і імпульсні перехідні функції та його графіки - тимчасові характеристики.


t) [/i]є функція, яка описувала реакцію системи (ланки) на одиничне поетапне вплив при нульових початкових умовах.


При побудові графіка (рис.4) перехідною функціїапериодического ланки другого порядку використовується залежність


 (1.10)


де [i]Т3[/i] і [i]Т4[/i][i]
[/i]корінняхарактерестического рівняння передавальної функції (1.6).


k=19,35 Т1=0,0725, Т2=0,04,[/i] одержимо наступне вираз:




Малюнок 4. Перехідна функціяапериодического ланки другого порядку



Вагова і перехідна функції пов'язані між собою так:


[i] [/i]


[i]> ([/i][i]>t) =[/i][i]h ([/i][i]>t) '[/i] (1.11)


Якщо досліджуване ланка єапериодическим другого порядку, то імпульсна характеристика (див. мал.5) відповідатиме вираженню:


 (1.12)




Малюнок 5. Вагова характеристикаапериодического ланки другого порядку


[i]
















































































































































































































































w


0,010,0032010,2466480,00079
0,020,006480,2492660,001615
0,030,0098330,2520960,002479
0,040,0132580,2551310,003382
0,050,0167530,2583660,004328
0,060,0203170,2617940,005319
0,070,0239460,2654120,006355
0,080,0276380,2692130,00744
0,090,0313920,2731940,008576
0,10,0352040,2773510,009764
0,120,0429970,2861750,012305
0,140,0509980,2956580,015078
0,160,0591890,3057730,018099
0,180,0675530,31650,021381
0,20,0760710,3278190,024937
0,220,0847230,3397110,028782
0,240,0934930,3521620,032925
0,260,1023620,3651580,037378
0,280,111310,3786860,042152
0,30,120320,3927350,047254
0,320,1293730,4072950,052693
0,340,1384490,4223580,058475
0,360,1475310,4379160,064606
0,380,1565990,4539620,07109
0,40,1656340,4704910,077929
0,420,1746180,4874970,085126
0,450,1879540,5138910,096588
0,50, 2096530,5602160,117451
0,550,230430,6094310,140431
0,60,2499810,6615280,165369
0,70,2841790,7744750,220089
0,80,3097710,899590,278667
0,90,3242421,0381370,336607
10,3250351, 1926860,387665
1,20,2751771,5780540,434245
1,40,1389782,346940,326173
1,50,03175,5061280,174544
1,8-0,480411,932086-0,9282
2-1,009112,457965-2,48036



[/i]

1.5 Дослідження стійкості САУ

Стійкість - це властивість системи повертатися в вихідний чи близька до нього усталений режим після будь-якого виходу з нього у результаті якогось впливу.


Критерій стійкостіРауса-Гурвица.


Це алгебраїчний критерій, яким умови стійкості зводяться до виконання низки нерівностей, що пов'язують коефіцієнти рівняння системи. У виявляється по-різному цей критерій було запропоновано англійським математиком Є.Раусом і далі швейцарським математиком А. Гурвіцем наприкінці уже минулого століття. Наведемо без докази цей критерій у вигляді Гурвіца.


Візьмемо характеристична поліном, визначальний ліву частина рівняння системи,


[i] [/i]


[i]D ([/i][i]l) = [/i][i]a0[/i][i]l[/i][i]n + [/i][i]a1[/i][i]l[/i][i]n - 1 + … + [/i][i]an-1[/i][i]l + [/i][i]an[/i] (1.13)


де вважаємо [i]a0 > 0[/i], що можна забезпечити множенням за необхідностіполинома на - 1.Составим з коефіцієнтів цьогополинома визначник


 (1.14)


Цей визначник називається визначником Гурвіца. Вона має
[i]п[/i] рядків і [i]п[/i] шпальт. Перша рядок містить все непарні коефіцієнти аж до останнього, після чого рядок заповнюється до належного числа [i]п[/i] елементів нулями. Друга рядок охоплює всі парні коефіцієнти і також закінчується нулями. Третя рядок виходить з першого, а четверта - з другої зрушенням вправо однією елемент. На звільнене у своїй зліва місце ставиться нуль. Аналогічно зрушенням вправо на елемент виходять всі наступні непарні і парні рядки попередніх однойменних рядків.


Умова стійкості залежить від вимозі позитивності означника Гурвіца всіх його діагональнихминоров.


[i]п.[/i]


Для [i]n =2[/i]



Умови стійкості:


[i] [/i]


[i]a0 > 0; [/i][i]a1 > 0; [/i][i]a2
> 0[/i]


[i] [/i]


[i]([/i]до останнього нерівності зводиться нерівність [i]D2 > 0[/i], з урахуванням попереднє нерівність [i]а1 > 0[/i]).


Підставляючи дані значення рівняння маємо:


;




Можна дійти невтішного висновку, що систему стійка.


[i]

[/i]

2. Синтез системи ">объект-регулятор" 2.1 Розрахунок оптимальних параметрів регуляторів

Відповідно до завданням, передатна функція об'єкта управління має вигляд:


 (2.1)


До = 100;


Т1 = 0,03;


Т2 = 8.9;


Т3 = 65;



Після підстановки числових значень передатна функція набуде вигляду:


 (2.2)


Далі, перебуває виразинверсной розширенійамплитудно - фазової характеристики об'єкта.


Відповідно до (2.3)


 (2.4)


Оскільки заданий значення Y = 0.92, то формулі (2.5) визначається значенняm (>m = 0.402) і підставляємо їх у попереднє вираз для розширенійамплитудно-фазовой характеристики.


; (2.5)


 (2.6)


З розширенійамплитудно-фазовой характеристики перебувають справжня і мнима частини.


 (2.7)


 (2.8)


Перш ніж, як визначити оптимальні параметри настройки П,ПИ, ПІД регуляторів необхідно визначити частоту зрізу об'єкта, що є з висловлювання дляамплитудно-фазовой характеристики об'єкта управління.АФХ об'єкта виходить після заміни оператора р наj в заданої передавальної функції об'єкта.


Отже,АФХ набуде вигляду:


; (2.9)


За формулою (2.9), перебуваєАЧХ об'єкта, виходячи з визначається частота зрізу.


 (2.10)



 (2.11)


При нульової частоті значення амплітуди одно 100. Отже,w=wз, звідки за такою формулою (2.12):


 (2.12)


 =

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація