Національний аерокосмічний університет імені М. Є. Жуковського ”ХАІ”

Кафедри “Теоретичної механіки , машинознавства і робото механічних” систем

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

з «Теорії технічних систем”

на тему: «Синтез послідовних та паралельних коригуючих пристроїв лінійних САУ»

Студента 2 курсу 229-а групи

напряму підготовки “Прикладна механіка”

Шарошкіна Р.Д.

Керівник ___________________________

____________________________________

(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали)

Національна шкала ________________

Кількість балів: __________Оцінка: ECTS _____

Члени комісії ________________ ___________________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

________________ ___________________________

(підпис) (прізвище та ініціали)

________________ ___________________________

(підпис) (прізвище та ініціали

м. Харків 2014рік

Оглавление

Задание 3

Ведение 5

1. Предварительный анализ САУ, добротность системы 8

1-ый этап: 8

2-ой этап: 10

2. Синтез последовательных и параллельных корректирующих устройств линейных САУ 12

4.1 Построение рабочей точки Ар 13

4.2 Построение 1-й низкочастотной асимптоты 13

4.3 Нахождение частоты среза 13

4.4 Построение среднечастотной асимптоты 14

4.5 Построение ЛАЧХ неизменяемой части САУ Lm|Wн(jω)| 14

4.6 Построение желаемой ЛАЧХ 15

3. Расчет параметров корректирующих устройств 16

4. Сопряжение желаемой ЛАЧХ с ЛАЧХ неизменяемой части САУ 18

5. Определение запасов устойчивости по фазе и амплитуде синтезированной системы 19

6. Проверка устойчивости внутреннего контура 19

7. Проверка расчетов путем моделирования САУ с помощью пакета MatLab 20

8. Анализ результатов выполнения домашнего задания 23

9. Самостоятельное исследование модели САУ 23

Библиографический список: 28

Задание

Задание состоит из двух этапов, а каждый этап состоит из двух частей. На первом этапе строятся ЛАЧХ и ЛФЧХ неизменяемой части САУ. Вначале вручную строятся приближенные асимптотические характеристики, затем с помощью пакета «MatLab» строятся точные характеристики, проводится их сравнение, определяются частоты, на которых ЛАЧХ и ЛЧФХ совпадают в наибольшей степени и частоты с наибольшими различиями.

Таблица 1- Исходные данные для 1-ой части 1-го этапа

№ варианта	, с.	, с.	, с.
22	0.12	0.0045	0.017	0.8

Таблица 2 - Исходные данные для 2-ой части 1-го этапа

№ варианта	, с.	, с.		, с.	, с.	, с.
30	0.0045	0.017	0.8	0.81	0.27	0.026

На втором этапе строятся «желаемые» ЛАЧХ и ЛФЧХ САУ, т.е. характеристики при которых САУ работает заведомо устойчиво с хорошими показателями качества. Также вначале строятся приближенные асимптотические характеристики, а затем с помощью пакета «MatLab» строятся точные характеристики той же САУ. Проводится анализ сходства и различий этих характеристик.

Таблица 3 - Исходные данные для 1-ой части 2-го этапа

№ варианта	, с.	, с.	, с.
22	0.1	0.001	0.015	0.6

Таблица 4 - Исходные данные для 2-ой части 2-го этапа

№ варианта	град/с	град/с2	град.	с.	%
22	30	40	0.3	0.6	30

Ведение

Автоматическое управление в технике, совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. А. у. широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья. Цель управления тем или иным образом связывается с изменением во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для осуществления цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта внешних возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления. Система автоматического управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для САУ операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. САУ функционирует в основном в составе производственного или какого-либо другого комплекса.

История техники насчитывает много ранних примеров конструкций, обладающих всеми отличительными чертами САУ (регулирование потока зерна на мельнице с т. н. «потряском», уровня воды в паровом котле машины Ползунова, 1765, и т. д.). Первой замкнутой САУ, получившей широкое техническое применение, была система автоматического регулирования с центробежным регулятором в паровой машине Уатта (1784). По мере совершенствования паровых машин, турбин и двигателей внутреннего сгорания всё более широко использовались различные механические регулирующие системы и устройства, достигшие значительного развития в конце 19 — начале 20 вв. Новый этап в А. у. характеризуется внедрением в системы регулирования и управления электронных элементов и устройств автоматики и телемеханики. Это обусловило появление высокоточных систем слежения и наведения, телеуправления и телеизмерения, системы автоматического контроля и коррекции. 50-е гг. 20 в. ознаменовались появлением сложных систем управления производственными процессами и промышленными комплексами на базе электронных управляющих вычислительных машин.

Рисунок 1 - Обобщенная структурная схема САР

В нашем случаи в состав САУ входят следующие основные элементы: неизменяемая часть (силовой усилитель, двигатель, редуктор, элементы исполнительной системы), корректирующие устройства (последовательные и параллельные), главная отрицательная обратная связь и устройство сравнения. Неизменяемая часть САУ выбирается при энергетическом расчете. Она должна обеспечивать заданную скорость и ускорение нагрузки заданной массы: слабый двигатель не сможет перемещать массивную нагрузку с заданной скоростью, обеспечивать необходимое ускорение. Слабый усилитель не сможет управлять мощным двигателем и т.д.