1.2.3. Разработка структурной схемы системы автоматического регулирования

Изображение системы регулирования в виде совокупности динамических звеньев с указанием связей между ними и направления прохождения сигнала носит название структурной схемы. Элементами структурной схемы являются динамические звенья, элементы сравнения, узлы разветвления, умножители, делители, функциональные преобразователи. Структурную схему составляют на основании функциональной схемы и схемы, представленной на рисунке 3. По функциональной схеме определяют, между какими координатами необходимо устанавливать связь при помощи передаточных функций, а по схеме рисунка 3 определяют содержание этих функциональных блоков.

Разработку структурной схемы САР осуществляют в два этапа:

1 этап. Разрабатывают структурную схему неизменяемой части САР. В неизменяемую часть входят все элементы САР, кроме корректирующих устройств. Производят анализ САР на устойчивость и качество при расчётном значении K_РС. В случае несоответствия качества САР заданным параметрам производят второй этап разработки структурной схемы САР.

2 этап. Осуществляют синтез САР с заданными показателями качества.

Если САР имеет дискретный элемент, например, если она реализована с использованием цифровой вычислительной машины (ЦВМ), то необходимо, воспользовавшись правилом Котельникова-Шеннона, определить, можно ли производить анализ дискретной САР методами непрерывных САР, и в дальнейшем применить соответствующие методы анализа и синтеза САР.

1.2.4. Анализ устойчивости некорректированной системы автоматического регулирования

Под устойчивостью САР понимают такое её свойство, при котором происходит затухание переходного процесса с течением времени после окончания изменения управляющего или возмущающего воздействий.

Для анализа устойчивости САР можно воспользоваться любым из критериев устойчивости или применить моделирование САР на электронной вычислительной машине (ЭВМ) с использованием пакетов прикладных программ, и определить устойчивость САР по кривой переходного процесса модели. Однако если оказалось, что САР не отвечает заданным показателям качества, необходимо принимать решение о том, каким образом добиться заданных показателей качества. В этом случае оказывается выгодным применение метода, использующего логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ).

1.2.5. Синтез системы автоматического регулирования с заданными показателями качества

Под синтезом САР понимают направленный расчет, имеющий конечной целью отыскание рациональной структуры системы и установление оптимальных величин параметров её отдельных звеньев.

В общем случае синтез САР понятие многоплановое. В курсовой работе под синтезом САР подразумевают инженерный синтез, в понятие которого вкладывается узкий смысл и рассматривается синтез, имеющий целью определение вида и параметров регуляторов, которые необходимо добавить к неизменяемой части системы регулирования, чтобы обеспечить требуемые статические и динамические качества. При инженерном синтезе САР необходимо обеспечить, во-первых, требуемую точность, и, во-вторых, приемлемый характер переходных процессов.

В настоящее время для целей синтеза САР широко используются ЭВМ, позволяющие производить полное моделирование проектируемой системы. При таком моделировании становится возможным наиболее полно исследовать влияние различных факторов нелинейности, зависимость параметров от времени и т.д.

Однако ЭВМ в конечном счете является инструментом в руках разработчика, позволяющим ускорить и облегчить процесс синтеза. Поэтому разработчику САР необходимо сознательно остановиться на определенном методе синтеза САР, разобраться с тем, какой результат ожидается от принятого решения, произвести моделирование и суметь интерпретировать и оценить полученные результаты.

Для выбранных корректирующих устройств необходимо подобрать принципиальную электрическую схему, рассчитать ее элементы, выбрать и рассчитать схему усилителя.