Министерство образования и науки Российской Федерации

Омский государственный технический университет

Кафедра автоматизации и робототехники

Пояснительная записка к курсовой работе по курсу "Теория автоматического управления"

"Анализ и синтез систем автоматического регулирования при проектировании средств автоматизации"

Вариант №6

КП-2068.998-26-06-00.00.000.ПЗ

Выполнил:

студент гр. А-318

Николаев В. С.

_____________

^{(подпись, дата)}

Проверила:

Лазаренко И. В.

_____________

^{(подпись, дата)}

Омск

2011

Омский государственный технический университет

Кафедра: Автоматизация и робототехника

Задание

на выполнение курсового проекта

Студент Николаев Владимир Сергеевич

Тема работы (проекта) Анализ и синтез систем автоматического регулирования при проектировании средств автоматизации

утверждена на заседании кафедры

Срок сдачи студентом законченной работы (проекта) “ __ ” ________ 20 __ г.

Исходные данные к работе (проекту)

Таблица 1. Исходные данные

Объект	Резервуар (В102)
Контролируемый параметр	Уровень
Датчик	Ультразвуковой датчик (В101)
Исполнительный механизм	Электромагнитный клапан (V106)

Содержание пояснительной записки (перечень подлежащих разработке разделов):

Титульный лист, аннотация, бланк задания, оглавление, введение, построение математической модели исследуемой системы, анализ исследуемой системы, синтез системы с заданными показателями качества, заключение, список литературы, приложение.

Графическая часть:

2 чертежа формата А3: "Логарифмические частотные характеристики"

Дата выдачи задания “ 14 ” февраля 20 11 г.

Руководитель

ст. преподаватель Лазаренко Ирина Валерьевна _

(уч. степень, звание, Ф.И.О. , подпись)

Задание принял к исполнению студент

Николаев Владимир Сергеевич _

(подпись, дата)

Аннотация

Темой данного курсового проекта является "Анализ и синтез систем автоматического регулирования при проектировании средств автоматизации". В проекте определяются и описываются передаточные функции всех звеньев и замкнутой системы в целом. Строятся логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики системы. Система проверяется на устойчивость алгебраическим критерием Гурвица. Рассматривается влияние на её устойчивость некоторых произвольных параметров путем построения области устойчивости системы в плоскости этих параметров. Так же строится с помощью программной среды MathCAD график переходного процесса в системе путем численного решения дифференциального уравнения. По построенным графикам определяется качество системы.

Пояснительная записка содержит стр. 39, рис. 19, табл. 5, 2 чертежа формата А3, библиографический список из 6 источников, используемых в курсовом проекте.

Оглавление

Омский государственный технический университет 2

Студент Николаев Владимир Сергеевич 2

Введение 6

1. Построение математической модели исследуемой системы 7

1.1 Описание объекта управления 7

Рис. 1. Стенд FESTO 7

Рис 2. Функциональная схема системы автоматического управления 8

1.2 Описание элементов передаточными функциями 8

Рис.3. Резервуар 8

Рис. 4 Объект управления 9

1.2.2Описание электромагнитного клапана 10

Пропорциональный электромагнитный клапан 11

Рис. 5. Строение клапана 12

Рис. 6. Пропорциональный электромагнитный клапан. 13

1.2.3 Описание ультразвукового датчика уровня. 13

Рис. 7. Расположение и принцип действия ультразвукового датчика уровня. 16

Рис. 8. Ультразвуковой датчик уровня. 16

Рис. 9. Изменение выходного тока от уровня. 16

1.2.4 Структурная схема и передаточная функция системы 16

Рис. 10. Функциональная схема системы_. 17

Рис. 11. Структурная схема системы. 17

Рис. 12. Преобразованная структурная схема системы. 18

Рис. 13. Преобразованная структурная схема системы без фиктивного звена. 18

2. Анализ исследуемой системы 19

2.1. Исследование устойчивости системы 19

2.1.1 Частотный критерий устойчивости. 19

2.1.2 Оценка устойчивости системы при помощи алгебраического критерия Гурвица 21

2.1.3 Исследование влияния параметров на устойчивость системы. 21

Рис. 14. Область устойчивости 23

2.2 Исследование качества системы 24

2.2.1 Уравнение переходного процесса в системе 24

2.2.2 Построение графика переходного процесса 24

Рис.15. Преобразованная структура системы 24

Рис. 16. График переходного процесса системы 27

2.2.3 Оценка качества исследуемой системы 28

2.2.4 Оценка точности системы 29

3. Синтез системы с заданными показателями качества 30

3.1. Постановка задачи синтеза 30

3.2. Синтез последовательного корректирующего звена 30

3.2.1. Построение желаемой логарифмической характеристики 30

3.2.2 Выбор корректирующего звена 32

Рис. 17 Схема четырехполюсника 33

Рис. 18. Включение корректирующего звена 34

3.2.3. Проверка результатов коррекции. 34

Рис. 19. График переходного процесса скорректированной системы 37

Заключение 38

Список литературы 39