
- •Методичні вказівки
- •7(8).05020101 «Комп’ютеризовані системи управління та автоматика»
- •Лабораторна робота № 1 «Передавальна функція розімкненої цифрової системи»
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Отримання z-передавальної функції цифрової системи
- •1.2 Методичний приклад
- •2. Завдання
- •Лабораторна робота № 2 «Дослідження розімкненої імпульсної системи керування»
- •1. Теоретичні відомості
- •2. Завдання
- •Лабораторна робота № 3 «Дослідження частотних характеристик цифрових систем»
- •1. Теоретичні відомості
- •2. Завдання
- •Лабораторна робота №4
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Одержання рівняння стану дискретної динамічної системи на основі різницевого рівняння
- •1.2 Методичний приклад
- •1.2 Одержання рівняння стану дискретної динамічної системи на основі рівняння безперервної системи
- •1.3 Дослідження стійкості дискретних систем
- •2. Завдання
- •6) Зробити висновки за результатами дослідження.
- •Лабораторна робота №5
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Досяжність дискретної динамічної системи
- •1.2 Керованість дискретної динамічної системи
- •1.3 Спостереженість дискретної динамічної системи
- •1.4 Відновлюваність дискретної динамічної системи
- •2. Завдання Задані рівняння стану та рівняння виходу безперервної динамічної системи
- •Лабораторна робота №6 «Синтез модальних регуляторів для одновимірних цифрових систем і дослідження їх динамічних властивостей»
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Синтез модального регулятора на основі перетворення до канонічної форми керованості (кфк)
- •1.2 Синтез модального регулятора на основі методу Аккермана
- •1.3 Синтез модального регулятора дискретної динамічної системи з аперіодичною реакцією
- •1.4 Синтез компенсаційного регулятора дискретної динамічної системи
- •1.5 Синтез модального регулятора дискретної динамічної системи з інтегральним контролером
- •2. Завдання
- •5) Зробити висновки за результатами дослідження.
- •Лабораторна робота №7 «Синтез модальних регуляторів для багатовимірних цифрових систем і дослідження їх динамічних властивостей»
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Синтез модального регулятора на основі метода Уїлкінсона
- •1.2 Синтез модального регулятора для слідкуючої системи
- •2. Завдання Задані рівняння стану та рівняння виходу безперервної динамічної системи
- •Лабораторна робота №8 «Синтез алгоритмів під керування для цифрових систем і дослідження їх динамічних властивостей»
- •1. Теоретичні відомості
- •1.3 Аналітична настройка регулятора
- •1.4 Ручна настройка регулятора
- •1.5 Під регулятор з предиктором Сміта
- •1.6 Моделювання систем керування з використанням Simulink
- •2. Завдання
- •Лабораторна робота №9 «Дослідження робастної стійкості системи керування»
- •1. Теоретичні відомості
- •2. Завдання
- •2.1 Методичний приклад
- •Лабораторна робота № 10
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1 Методичний приклад
- •2. Завдання
1.1 Методичний приклад
Нехай
передавальною функцією об’єкту керування
є
.
Необхідно знайти стабілізуючий регулятор K(s). Для розв’язку завдання виконуємо послідовно алгоритм Евкліда.
1.
.
2.
=
∙
+
3.
=
∙
+
4.
=
∙
5.
6
.
7. В
отримані таким чином
і
підставимо
.
В даному прикладі передавальна функція
стабілізуючого регулятору для Q(s)
= 0 визначається
наступною
формулою:
.
Перехідний процес в замкненої системі при одиничному задавальному діянні наведено на рис. 3.
Рисунок 3 – Перехідний процес у замкненої системи з регулятором
2. Завдання
Для заданого варіанту нестійкої передавальної функції об’єкту керування розрахувати стабілізуючий регулятор K(s) і шляхом підбору параметру Q(s) забезпечити добру якість замкненої системи керування (наприклад, перерегулювання не повинно перевищувати 20–40%).
Таблиця 1 – Таблиця варіантів
№ варіанту |
Передавальна функція |
1 |
G(s) = 120/s2 |
2 |
G(s) = 100/(s3 +s2 ) |
3 |
G(s) = 5/(10s3 - 3s2 - s) |
4 |
G(s) = 2,5(s – 2)/(10s2-3s-1) |
5 |
G(s) = 0,5(s-0,5)/(5s2 – 9s - 2) |
6 |
G(s) = 20/(4s3-s) |
7 |
G(s) = 1/(s3 – 2s2 + 2s) |
8 |
G(s) = 40/(s3 – 3s2 + 3,25s) |
9 |
G(s) = 5(2s – 1)/ (s2 – 3s + 3,25) |
10 |
G(s) = 1000/(s2-0,04) |
Розрахувати найменшу дестабілізуючу мультиплікативну похибку (НДМП) визначення передавальної функції об’єкту згідно з формулою
НДМП
=
,
.
3. Зміст звіту
У звіти представити:
1. Варіант завдання.
2. Передавальну функцію об’єкту керування, необхідні розрахунки по алгоритму Евкліду, обгрунжтований вибір параметру Q(s) для забезпечення доброї якості системи керування і передавальну функцію стабілізуючого регулятору K(s).
3. Результати моделювання замкненої системи при одиничному вхідному діянні, перелік команд Matlab або структурну схему в Matlab/Simulink.
4. Привести значення НДМП і її трактування.
5. Аналіз отриманих результатів.
6. Висновки по роботі.
Література
Дорф Р. Современные системы управления / Р. Дорф, Р. Бишоп. Пер. с англ. Б.И.Копылова. – М.: Лаборатория базовых знаний, 2002. – 832 с.
Зайцев Г.Ф. Теорія автоматичного керування/ Г.Ф. Зайцев, В.К. Стеклов, О.І. Бріцький. За ред. проф. Г.Ф. Зайцева. – К.:Техніка, 2002. – 688 с.
Изерман Р. Цифровые системы управления / Р. Изерман. – М.: Мир, 1984. – 541 с.
Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления / Б. Куо. – М.: Машиностроение, 1986. – 448 с.
Медведев В.С. Control System Toolbox. MATLAB 5 для студентов / В.С. Медведев, В.Г. Потемкин. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999. – 278 с.
Методы классической и современной теории автоматического управления: [учебник в 5-и тт.; 2-е изд., перераб. и доп.] Т.3: Синтез регуляторов систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова и Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. – 616 с.
Рафіков Г.Ш. Сучасна теорія керування дискретних динамічних систем: [навчальний посібник] / Г.Ш. Рафіков. – Донецьк: Норд-пресс, 2005. – 345 с.
Ротач В.Я. Теория автоматического управления: [учебник для вузов] / В.Я. Ротач. – 5-e изд., перераб. и доп. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 396 с.
Стрейц В. Метод пространства состояний в теории линейных дискретных систем управления / В. Стрейц. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. – 296 с.
10. Филлипс Ч. Системы управления с обратной связью / Ч. Филлипс, Р. Харбор . – М.: Лаборатория базовых знаний, 2001. – 616 с.