Курсовая работа

по дисциплине «Основы автоматического управления»

Целью курсовой работы является закрепление и углубление теоретиче­ских знаний по основным разделам курса, формирование умений и навыков в области построения математических моделей сложных автоматических сис­тем, алгоритмизации этих моделей для их расчета на ЭВМ, эффективного применения существующих программных средств на различных этапах ана­лиза и синтеза САУ. Выполнение курсового задания должно способствовать развитию навыков самостоятельной работы с литературой, справочниками, стандартами.

Тематика курсовой работы связана с исследованием САУ конкретного динамического объекта. В процессе ее выполнения решаются следующие за­дачи: производится составление и анализ математических моделей объекта управления и САУ в целом; разрабатываются алгоритмы анализа и синтеза исследуемой САУ, ориентированные на применение ЭВМ; осуществляется выбор структуры и оптимальных параметров регулятора; производится ими­тационное моделирование системы управления с учетом действия различных возмущающих факторов; дается обоснование способа технической реализа­ции регулятора.

Задание на курсовую работу

Для системы управления, соответствующей выданному варианту, вы­полнить действия, указанные ниже.

1. Записать передаточные функции элементов системы управления и составить ее структурную схему.

2. Определить передаточные функции разомкнутой и замкнутой систе­ мы регулирования, а также их характеристические полиномы.

3. Построить область устойчивости замкнутой системы методом D- разбиения по неизвестному коэффициенту усиления. Коэффициент необхо­ димо выбрать из предполагаемой области устойчивости.

4. Оценить устойчивость разомкнутой системы по корням характери­ стического уравнения, устойчивость замкнутой системы, используя критерий Гурвица, Михайлова и Найквиста. Определить запасы устойчивости по ам­ плитуде и фазе.

5. Построить ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной разомкнутой системы, сформи­ ровать желаемую ЛАЧХ из условия обеспечения требуемых значений быст­ родействия, перерегулирования и точности.

6. Построить ЛАЧХ корректирующего устройства, найти его переда­ точную функцию, а также рассчитать параметры.

7. Определить место включения, тип и параметры корректирующих звеньев на основе R-C элементов и операционных усилителей. Нарисовать структурную схему системы с корректирующими звеньями.

8. Найти статическую, скоростную и по ускорению ошибки скорректи-

рованной системы, запасы устойчивости по амплитуде и фазе. Сравнить их с аналогичными характеристиками исходной системы.

9. Рассчитать переходную характеристику, смоделировать САУ и срав­ нить результаты.

10. Оценить качество управления в скорректированной системе регу­ лирования.

Пояснения к вариантам задания

В таблицах параметров САУ значения постоянных времени звеньев T_t, требуемого времени регулирования t_t и скоростной ошибки С,- заданы в се­кундах. Значения статической ошибки системы ε и величина перерегулиро­вания σ заданы в процентах.

Незаданные значения коэффициентов внутренних подсистем в САУ №2 и №7 определяются исходя из условия монотонности переходных про­цессов в этих подсистемах - коэффициент относительного демпфирования подсистем должен быть равен или больше единице.

Незаданные значения коэффициентов передачи усилителей САУ опре­деляются исходя из условий устойчивости систем, полученных с помощью D-разбиения. При этом значение коэффициента передачи выбирается меньше критического значения, например равным половине критического значения.