- •Курсовая работа Согласованное управление разнотемповыми процессами
- •Санкт-Петербург
- •Часть 1. Анализ объекта управления.
- •Часть 2. Синтез законов управления для систем с обратной связью.
- •2.1. Уравнение в переменных состояния
- •2.3. Весовая функция
- •2.4. Уравнение вход-выход
- •2.5. Частотные характеристики
- •3. Свойства системы
- •3.1. Устойчивость
- •3.2. Анализ минимально фазовости объекта
- •3.3. Исследование управляемости и наблюдаемости
- •3.4. Анализ установившихся режимов
- •3.5. Окончательный выбор параметров и его обоснование.
- •4. Процессы в объекте управления.
- •4.1. Импульсное воздействие.
- •4.2. Ступенчатое воздействие.
- •4.3.Гармоническое воздействие.
- •Часть 2. Синтез законов управления для систем с обратной связью.
- •1. Структурная схема системы с регулятором
- •2. Настройка контура управления.
- •3. Настройка контура оценивания.
- •4. Завершение построения системы.
- •Сравнение результатов автоматического управления по средством обратнай связи с командным управлением
- •6. Вывод.
- •Приложение
4.2. Ступенчатое воздействие.
Аналогично первому подразделу рассмотрим сначала инерционные звенья в отдельности. Воспользуемся также и выводами из него. Время установления первого звена должно быть меньше, чем время установления второго. Графики, построенные при помощи MatLab (М-файл №5 в приложении):
Как мы видим время установления первого звена, как мы и предполагали меньше, чем у второго, но здесь в отличие от рассмотрения реакции на импульсное воздействие, мы уже видим, что имеются и еще кардинальные отличия – уровень, установившийся реакции. В наших случаях его можно определить по формуле:
Как видно график без всяких колебаний выходит на установившийся уровень, что тоже и должно получаться исходя из вида передаточной функции.
Получается, что установившийся уровень прямо пропорционален времени установления, а в данном случае вообще равен ему.
Теперь рассмотрим ступенчатое воздействие на подсистемы и систему в целом. Аналитически реакция на него может быть найдено при помощи простой формулы:
Построим реакции, полученные при помощи MatLab (М-файл №6 в приложении):
Одинаковый уровень установившийся реакции на воздействие в подсистемах объясняется тем, что мы выбирали коэффициенты исходя из соображений их равенства.
Тот факт, что оба графика выходят из нуля, можно пояснить следующими формулами:
И то же самое можно показать и для реакции всей системы
В случае ступенчатого воздействия , поэтому в указанных выше формулах , то есть рассматриваем просто пределы передаточных функций.
Выход графиков подсистем реакций на установившийся уровень можно рассчитать по следующим формулам:
А график реакции системы на ступенчатое воздействие не ограничен, что тоже легко увидеть из формулы:
По причине того, что при заданных параметрах мы получаем чисто вещественные корни:
То все характеристики, касающиеся колебательного затухания, можно не рассматривать и говорить, что все они равны нулю:
В таком случае следует говорить о показателях, которые будут определять только вещественную часть корней.
4.3.Гармоническое воздействие.
Для начала опять рассмотрим характеристики инерциальных звеньев. Для этого воспользуемся пакетом MatLab, в котором построим графики их частотных характеристик (М-файл №7 в приложении). Аналогично могут быть посчитаны и построены эти же графики, но уже аналитическим методом, который предложен в разделе 2.5.
Вся логарифмическая характеристика обоих процессов лежит в области ослабления, подавляются все частоты.
Рассмотрим теперь логарифмические характеристики подсистем и системы.
Таким образом, анализируя полученные результаты, мы можем сказать, какой будет установившаяся реакция системы на гармоническое воздействие вида:
Часть 2. Синтез законов управления для систем с обратной связью.
1. Структурная схема системы с регулятором
В данной работе строим управление системой по оценке вектора состояния. Приведем структурную схему.
РЕГУЛЯТОР
Датчик ОС
И полная схема замкнутой системы: