Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Омский государственный технический университет"

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ

"MATLAB"И"CLASSIC"

Сборник заданий

по дисциплине "Теория автоматического управления"

Омск 2006

Составитель Федотов Алексей Васильевич, к.т.н., доцент, проф. кафедры

Печатается по решению редакционно-издательского совета Омского государственного технического университета

Редактор Т.А. Москвитина

ИД

Сводный темплан 2006 г.

Подписано к печати . Бумага офсетная. Формат 6084 1/16.

Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 4,0. Уч.-изд. л. 4,0.

Тираж 150 экз. Заказ

Издательство ОмГТУ. 544050, г. Омск, пр-т Мира, 11

Типография ОмГТУ

Индивидуальные задания по дисциплине Содержание заданий

При изучении дисциплины "Теория автоматического управления" рабочей программой дисциплины предусмотрен значительный объём самостоятельной работы студентов. Одной из составляющих самостоятельной работы является выполнение индивидуальных заданий по дисциплине. Эти задания выполняются в третьем семестре изучения "Теории автоматического управления", когда основной объём учебного материала уже пройден.

При выполнении индивидуальных заданий у студента вырабатываются практические навыки анализа и синтеза систем автоматического управления при проектировании таких систем. Эти навыки необходимы в последующем для выполнения расчётов систем автоматического управления в курсовом проектировании по дисциплине "Автоматизация технологических процессов и производств", а также в дипломном проектировании.

Выполнение индивидуальных заданий предусматривает обязательное использование таких программных продуктов, как "MATLAB" и "CLASSIC" для выполнения расчётов автоматических систем. Общие приёмы работы с этими системами рассматриваются на практических занятиях. Более подробно работа с этими программными продуктами изучается студентом самостоятельно.

Студенту выдаётся вариант задания, содержащий исходные данные для расчёта системы автоматического управления. В исходных данных указываются состав системы автоматического управления и известные параметры входящих в систему элементов. Исходные данные для вариантов задания приведены в табл. 1 и 2 приложения.

На основании полученного варианта исходных данных студент должен выполнить следующие задания.

Задание 1.Используя программу для анализа и синтеза линейных систем автоматического регулирования Classic, выбрать регулятор и определить его настройки с применением логарифмических частотных характеристик. Оценить качество синтезированной системы.

Задание 2.Выполнить моделирование синтезированной системы в среде Matlab с использованием пакета Simulink. Получить переходный процесс и проверить совпадение результатов с результатами предыдущего исследования. Настройки регулятора в этом исследовании принимаются такими, какими они были получены в первом задании.

Задание 3.Выбрать регулятор и определить его настройки с использованием средств линейного анализа пакета Simulink и построения логарифмических частотных характеристик системы. Оценить качество полученной системы. Сравнить полученные результаты с результатами синтеза системы в программе Classic.

Задание 4. Для системы, полученной в ходе выполнения задания 3, выполнить синтез корректирующего звена, улучшающего быстродействие системы на 50 %. Задание выполняется с использованием пакетаSISOсистемыMATLAB. Оценить качество системы.

Задание 5. Для системы, полученной в ходе выполнения задания 4, заменить аналоговый регулятор на цифровой (программируемый контроллер) и исследовать влияние на работу системы периода квантования сигнала по времени. Определить критическое значение периода квантования сигнала, при достижении которого система становится неустойчивой. Исследование выполняется в средеSimulink системыMATLAB.