Перечень условных обозначений, символов, единиц, сокращений и терминов

ЛАЧХ - логарифмическая амплитудная частотная характеристика

У – усилитель

САУ- система автоматического управления

ТАУ - теория автоматического управления

ХУ – характеристическое уравнение

ПФ – передаточная функция

АФЧХ – амлитудно-фазо частотная характеристика

ФЧХ – фазо частотная характеристика

ПХ – переходная характеристика

ЭВМ – электронно вычислительная машина

Введение

Теория автоматического управления непрерывно развивается. Разрабатываются новые подходы к решению традиционных задач, создаются новые направления в данной области науки. Если на начальной стадии создания теории автоматического управления больше внимания уделялось частотным методам, то в дальнейшем развиваются методы, примененные на пространстве состояний.

Интенсивное развитие теории автоматического управления тесно связано с быстрым развитием областей науки и техники, в которых находят применение ее методы и принципы, с распространением и расширением возможностей компьютеров и проникновением их во все отрасли управленческой деятельности.

Целью курсового проектирования является систематизация, усвоение и углубление теоретических знаний из дисциплины "Теория автоматического управления" и приобретения навыков самостоятельного применения основных положений теории в процессе решения конкретных заданий проектирования и расчета линейных систем автоматического управления (САУ).

Тематика задания направлению "Синтез линейной непрерывной системы автоматического управления" связана с исследованием САУ конкретного динамического объекта. В процессе ее выполнения решаются такие задачи: рассчитываются ПФ звеньев исследуемой системы, строится структурная схема, исследуется устойчивость системы, синтезируется корректирующее звено, для того, чтобы система соответствовала заданным показателям качества, исследуются показатели качества скорректированной системы.

1 Повышение точности сау

Задача о повышение точности САУ обычно предполагает существенный пересмотр ее структуры, замена или добавления отдельных звеньев, синтез корректирующих звеньев и т.д.

Общими методами повышения точности САУ являются:

1) Увеличение коэффициента усиления разомкнутой цепи;

2) Повышение порядка астатизма; 

3) Применение регулирования по производным;

4) Использование комбинированного управления;

5) Введение неединичных обратных связей;

6) Включение масштабирующих устройств на входе или выходе;

1.1 Увеличение коэффициента усиления разомкнутой цепи

Увеличение коэффициента передачи разомкнутой системы является наиболее универсальным и эффективным методом. Увеличить коэффициент передачи можно обычно за счет введения в систему усилителей. Однако в некоторых случаях удается достичь этого увеличения за счет повышения коэффициентов передачи отдельных звеньев, например, чувствительных элементов, редукторов и т. д. [1]

Увеличение коэффициента передачи благоприятно сказывается на точность САУ уменьшая ошибок практически во всех типовых режимах. Это вытекает, в частности, из того, что он входит в качестве делителя во все коэффициенты ошибок.

Однако увеличение коэффициента передачи ограничивается устойчивостью системы. При повышении коэффициента передачи, как правило, система приближается к колебательной границе устойчивости. При некотором предельном его значении в системе возникают незатухающие колебания. В этом сказывается противоречие между требованиями к точности и требованиями к устойчивости системы управления.

В связи с этим повышение коэффициента передачи до значения, при котором обеспечивается выполнение требований к точности, обычно может производиться только при одновременном повышении запаса устойчивости системы, что осуществляется при помощи корректирующих устройств. [1]

Рассмотрим задачу повышения точности системы второго порядка, состоящей из 2х апериодических звеньев (рис.1.1).

Рисунок 1.1 – Схема системы второго порядка

(1.1)

Исходя из формулы 1.1 ошибка системы будет уменьшаться при увеличении K. Введем в систему K=5 (рис.1.2).

Рисунок 1.2 – Схема системы второго порядка при введении К=5

Исходя из рисунка 1.2 видно, что точность системы увеличилась, однако стоит не забывать, что при увеличении К система может выйти из устойчивого состояния.