Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Кафедра «Автоматизированного электропривода и мехатроники»

Методические указания к курсовой работе

По дисциплине: «Теория автоматического управления»

Магнитогорск 2014

Оглавление

1. Задание на курсовую работу 3

2. Частотный синтез системы автоматического регулирования с использованием последовательной коррекции 7

3. Анализ устойчивости полученной системы автоматического регулирования 10

3.1. Анализ устойчивости полученной САР по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутого контура. 10

3.2. Анализ устойчивости полученной САР по распределению полюсов передаточной функции замкнутого контура регулирования. 11

4. Анализ динамических характеристик полученной системы 12

5. Исследование характеристик полученной САР при отклонении параметров корректирующего эле­мента системы (регулятора) от оптимальных значений 14

Цель курсовой работы: Усвоение методов расчёта, анализа и синтеза линейных систем автоматического регулирования (САР).

1. Задание на курсовую работу

Задан объект регулирования (ОР) с фильтром (Ф) первого порядка на входе (рис. 1).

Рис.1 Объект регулирования с фильтром

Объект регулирования описывается инерционным звеном с передаточ­ной функцией:

На входе объекта регулирования установлен фильтр первого порядка (инер­ционное звено) с передаточной функцией:

Параметры объекта регулирования с фильтром приведены в таблице 1.

Таблица1

№ варианта	Коэффициент усиления фильтра Кф	Коэффициент усиления объекта регулирования Ко	Постоянная времени объекта регулирования Т01, с
1	8	6	0,3
2	6	8	0,3
3	4	5	0,8
4	5	7	0,6
5	4	9	0,6
6	3	5	0,4
7	4	8	0,9
8	8	9	0,8
9	9	7	0,9
10	6	3	0,6
11	3	3	0,7
12	6	5	0,6
13	3	8	0,7
14	8	3	0,3
15	5	9	0,5
16	5	5	0,4
17	4	3	0,7
18	3	4	0,3
19	9	3	0,7
20	3	5	0,4

Требуемая логарифмическая амплитудно-частотная характеристика (ЛАЧХ) разомкнутой системы автоматического регулирования приведена на рисунке 2. Данная характеристика соответствует САР, настроенной на мо­дульный оптимум. Такая система автоматического регулирования является оптимальной с точки зрения минимума среднеквадратичной ошибки регули­рования.

Параметры требуемой ЛАЧХ разомкнутой САР представлены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры требуемой ЛАЧХ разомкнутой САР

Вариант	Наклон низкочастотной области ЛАЧХ	Наклон высокочастотной области ЛАЧХ	Частота среза ωс	Частота сопряжения ωс1	№ рисунка
1 - 5	- 20 dB/дек	- 40 dB/дек	40	80	1
6 - 10	- 20 dB/дек	- 40 dB/дек	100	200	2
11 - 15	- 20 dB/дек	- 40 dB/дек	30	60	3
16 - 20	- 20 dB/дек	- 40 dB/дек	25	50	4

На рис. 2 - 5 представлены требуемые асимптотические ЛАЧХ разомкнутой системы. Номер рисунка определяется по табл. 2.

Рис. 2 Требуемая асимптотическая ЛАЧХ разомкнутой САР №1

Рис. 3 Требуемая асимптотическая ЛАЧХ разомкнутой САР №2

Рис. 4 Требуемая асимптотическая ЛАЧХ разомкнутой САР №3

Рис. 5 Требуемая асимптотическая ЛАЧХ разомкнутой САР №4

Требуется:

- произвести частотный синтез системы автоматического регулирования с использованием последовательной коррекции и принципа регулирования по отклонению;

- произвести анализ устойчивости полученной системы автоматического ре­гулирования по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутого контура и по распределению полюсов передаточной функции замкнутого контура регулирования;

- произвести анализ динамических характеристик полученной системы;

- исследовать характеристики полученной системы автомати­ческого регулирования при отклонении параметров корректирующего эле­мента системы (регулятора) от оптимальных значений.