Курсовая работа

“Анализ и синтез системы управления”

1. Объект управления представлен на рис. 1, его параметры – в таблице 1.

W_OC(s)

e(s) ω(s)

U_З(s) U(s) ∆(s) ω(s)

W₁(s) W₂(s) W₃(s)

ω₀

M(s)

Рис. 1

Таблица 2

№п/п	k1	k2	k3	kOC	T1, с	T2, с	T3, с
1	46	5,56	0,237	1,0	0,01	0,021	0,041
2	23	4,39	0,134	1,2	0,01	0,031	0,056
3	12	4,58	0,342	1,3	0,01	0,018	0,061
4	23	6,01	0,245	1,4	0,01	0,016	0,038
5	46	4,12	0,148	1,0	0,01	0,033	0,062
6	12	5,87	0,186	1,15	0,01	0,032	0,071
7	46	4,98	0,267	1,25	0,01	0,022	0,094
8	23	5,72	0,213	1,35	0,01	0,017	0,049
9	12	5,31	0,187	1,45	0,01	0,025	0,053
10	23	4,48	0,225	1,0	0,01	0,04	0,029
11	40	4,18	0,156	1,1	0,01	0,039	0,028
12	22	4,76	0,149	1,5	0,01	0,023	0,045
13	40	5,25	0,302	1,17	0,01	0,035	0,032
14	22	4,78	0,278	1,28	0,01	0,024	0,056
15	66	5,61	0,176	1,34	0,01	0,034	0,079
16	40	4,89	0,141	1,41	0,01	0,026	0,048
17	22	5,28	0,168	1,36	0,01	0,036	0,035
18	38	4,66	0,202	1,17	0,01	0,028	0,066
19	66	6,12	0,144	1,39	0,01	0,037	0,061
20	44	5,55	0,197	1,44	0,01	0,029	0,072

Выполнить следующее:

• c помощью пакета MATLAB+Simulink исследовать статические и динамические свойства объекта управления: построить переходную и импульсную переходную функции, определить прямые и косвенные показатели качества;

• построить все частотные характеристики, определить запас устойчивости по амплитуде и фазе;

• результаты свести в таблицу и дать характеристику объекта управления.

2. Для последовательной коррекции на вход разомкнутого контура в схеме рис. 2 ввести регулятор с передаточной функцией W_CT(s), как показано на рис. 3.

Рис. 2

Рис. 3

Для схемы рис. 3 выполнить следующее:

- выбрать структуру и параметры регулятора по критерию модульного оптимума;

- по кривым переходных процессов определить прямые показатели качества, а по частотным – косвенные;

- исследовать динамику системы при действии возмущения e(s);

- результаты экспериментов свести в таблицу и сделать выводы.

Для всех вариантов W_DT(s) = k_DT = 0,09.

В дальнейшем считать замкнутую систему управления апериодическим звеном первого и второго порядка с передаточной функцией W_KT(s).

3. Для последовательной коррекции на вход разомкнутого контура в схеме рис. 4 ввести регулятор с передаточной функцией W_C(s), как показано на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

Для схемы рис. 5 выполнить следующее:

- выбрать структуру и параметры регулятора W_C(s) по критерию модульного оптимума;

- по кривым переходных процессов определить прямые показатели качества, а по частотным – косвенные;

- исследовать динамику системы при действии возмущения М(s);

- результаты экспериментов свести в таблицу и сделать выводы.

Для всех вариантов W_DS(s) = k_DS = 0,03.

4. Рассмотреть двухконтурную систему управления (рис. 6) без учёта и

с учётом обратной связи W_OC(s). Результаты исследований свести в

общую таблицу и сделать выводы. Если действие внутренней обрат-

ной связи даёт неудовлетворительные показатели качества, выбрать

структуру и параметры ПИД-регулятора для одноконтурной системы.

Рис. 6

5. Принять Т₃ = 10*Т₃ . Выбрать структуру и параметры регулятора W_C(s) (рис. 5) по критерию симметричного оптимума, определить прямые и косвенные показатели качества; исследовать динамику системы при действии возмущения M(s), результаты исследований свести в таблицу.

6. Повторить пункт 4 при условии, что структура и параметры регулятора W_C(s) выбраны по критерию симметричного оптимума, а регулятор W_CT(s) – по критерию модульного оптимума. Исследовать систему с фильтром.

7. Рассчитать матрицы А и В:

Быстродействие системы управления принять равной быстродействию системы с фильтром п. 6. Рассчитать вектор коэффициентов жестких отрицательных обратных связей и исследовать динамику системы, представленной на рис. 7.

Рис. 7

5. Показатели качества всех рассмотренных систем свести в таблицу и сделать вывод о целесообразности применения конкретной структуры и параметров регулятора. Отчёт оформить на листах формата А4 в соответствии с существующими стандартами СФУ.

80