Заключение

В результате выполнения курсовой работы были приобретены практические навыки расчета и моделирования типовых локальных систем автоматического управления на примере следящей системы воспроизведения угла.

На предварительном этапе были подобраны реальные компоненты СС и определены их ПФ. Структурная схема СС построена по принципу подчиненного регулирования с тремя контурами. Первоначально все контуры были настроены на модульный оптимум (МО). Коэффициент усиления регулятора положения был выбран таким образом, чтобы согласно методу эквивалентного гармонического воздействия обеспечить требуемую точность. ЛАЧХ системы с разомкнутым контуром положения при такой настройке должна проходить выше запретной области (рисунок 3).

Моделирование показало, что настройка всех контуров на МО хотя и обеспечивает желаемую точность и динамику по управляющему воздействию, но по возмущающему же воздействию система оказалась статической, это неприемлемо. Для того чтобы обеспечить астатизм СС по каналу возмущения П-регулятор положения необходимо заменить на ПИ-регулятор. Подбор параметров РП был выполнен графически по ЛАЧХ системы с разомкнутым внешним контуром. ПИ-регулятор позволил сохранить точность и запасы устойчивости, полученные при использовании пропорционального регулятора. Однако динамика ухудшилась, появилось перерегулирование и время регулирования возросло с 0.15 с до 0.94 с. Если астатизма по возмущению недостаточно, дальнейшее уменьшения влияния возмущений нужно проводить методом компенсации, в данной работе этот метод не применялся.

Исследование чувствительности системы показало, что даже 50% изменение постоянных времени ИД , , а также не приводит к заметным изменениям динамики или потере устойчивости. В этом проявляется стабилизирующее свойство обратных связей. Система оказалась практически невосприимчивой к параметрическим возмущениям, т. е. грубой.

Для исследования влияния на систему нелинейностей в структурную схему были включены два нелинейных элемента (НЭ): «насыщение» - учитывающая ограничение на ток якоря ИД, а ,следовательно, на момент на валу и скорость; «зона нечувствительности» - учитывает момент сил трения покоя, мешающих повернуть исполнительный вал. НЭ «насыщение» был включен в контур тока, перед тиристорным преобразователем, ограничивая тем самым управляющее напряжение ТП. А НЭ «зона нечувствительности» был включен сразу после контура тока. Параметры НЭ были рассчитаны исходя из паспортных данных ИД: номинального тока , момента сил трения .

По результатам моделирования системы можно сделать вывод, что НЭ существенным образом влияют на точность системы. Система с достаточной точностью воспроизводит гармоническое задающее воздействие с больной амплитудой (30 угловых градусов) и неспособна воспроизводить воздействия - с малой, вследствие влияния «зоны нечувствительности».

Из всего вышесказанного можно сделать вывод: реальная система должна не только обеспечивать желаемую динамику по каналу управления, она должна быть грубой и малочувствительной к параметрическим и внешним возмущениям. При этом на точность и динамику системы существенно влияют нелинейные элементы.

В данной курсовой работе удалось построить устойчивую линейную систему удовлетворяющую требованиям по точности и грубости, удалось значительно уменьшить влияние возмущающих воздействий. Нелинейная система не утратила устойчивости, а динамика по сравнению с линейной системой изменилась незначительно. Несмотря на это, нелинейная система не может обеспечить требуемую точность «в малом».