Нужно обязательно убедиться, что значения параметров настроек могут быть установлены на конкретном регуляторе. Расчет заканчивается построением переходных процессов в САУ и оценкой качественных показателей. При выборе конкретного промышленного регулятора и расчете его настроечных параметров можно воспользоваться рекомендациями, приведенными в технической литературе по теории автоматического управления.

Справочные данные о промышленных регуляторах, исполнительных механизмах, датчиках для различных технологических процессов приведены в работах. Следует отметить, что кроме релейных (позиционных) регуляторов, регуляторов непрерывного действия и импульсных регуляторов в настоящее время в различных отраслях промышленности начали внедряться новые регулирующие устройства - цифровые автоматические регуляторы. Эти регуляторы состоят из вычислительных и устройств связи с объектом. Они позволяют значительно повысить качество систем управления.

4.2.4. Расчет переходных процессов в САУ.

Построение переходных процессов в САУ является завершающим этапом проектирования системы. Существуют три группы методов построения переходных процессов: аналитические, графо-аналитические и численные.

Аналитические методы построения переходных процессов основаны на решении дифференциального уравнения, описывающего движение системы. Они используются для систем невысокого порядка.

Широкое распространение получили приближенные графические и графо­аналитические методы с использованием вещественных частотных характеристик. Большую роль в разработке, пропаганде и развитии этих методов сыграли оригинальные труды В. В. Солодовникова (метод трапеций) и А. А. Воронова (метод треугольников). Применение указанных методов позволяет определить такие важные показатель качества как

быстродействие, перерегулирование, колебательность процесса. Эти вопросы достаточно хорошо освещены в учебно-технической литературе и имеется большое количество вспомогательных таблиц и графиков, что в значительной степени упростило инженерные расчеты.

В настоящее время с - появлением ПЭВМ особое значение приобрели численные методы построения переходных процессов, основанные на применении пакетов прикладных программ.

В реальных системах возмущающее и в ряде случаев управляющее воздействие являются случайными функциями времени. При проведении инженерных расчетов с целью их упрощения принимают некоторые типовые воздействия в виде единичной ступенчатой функции и единичной импульсной функции. Для построения переходного процесса в следящих системах принимается также типовое воздействие в виде линейно изменяющейся функции времени.

Построение графика переходного процесса должно быть выполнено на листах белой бумаги формата А4 с нанесением на графики сетки. Выходная координата откладывается по оси ординат в натуральных единицах измерения.

5. Методические указания к выполнению курсового проекта

Общий объем курсового проекта.

с Определение передаточной функции разомкнутой, замкнутой систем и

требуемого коэффициента усиления разомкнутой системы. о Построение логарифмической амплитудной и фазовой характеристик исходной

(нескорректированной) САУ, по передаточным функциям звеньев разомкнутой

системы, о Анализ устойчивости исходной САУ по логарифмическим и алгебраическим

критериям. о Анализ точности исходной системы. о Определение параметров и построение желаемой ЛАЧХ. о Определение ЛАЧХ корректирующего устройства по ЛАЧХ исходной системы

и желаемой ЛАЧХ. о Определение параметров передаточной функции корректирующего устройства

по параметрам ее ЛАЧХ. о Построение переходного процесса с использованием ПЭВМ и оценка качества

регулирования скорректированной САУ.

Указания к расчету линейной системы.

В соответствий с заданием на проектирование после выбора принципиально необходимых элементов системы и определения их передаточных функций составляется структурная схема системы, которая, в общем виде, может быть представлена, как последовательное соединение звеньев охваченных единичной обратной связью.

Передаточная функция системы и корни характеристического уравнения определяются в зависимости от схемы соединения звеньев по стандартным методикам.

Следующее за устройством сравнения звено может представлять собой безынерционный усилитель со статической характеристикой U=f(s), где U- выходной сигнал; е- входной сигнал. На первом этапе расчета, статическая характеристика усилителя принимается линейной, с коэффициентом усиления Ку, и система рассматривается как линейная.

На последующих этапах расчета учитывается нелинейность статической характеристики усилителя. В качестве статической характеристики принимается нелинейность типа "усилитель с насыщением". При этом усилитель представляется моделью из двух последовательных звеньев: линейный усилитель с коэффициентом Ку и нелинейного

звена с коэффициентом усиления в линейной области, равным единице. Звено U=f(s) рассматривается как линейное звено с коэффициентом усиления (передачи) Ку, который определяется по найденному значению общего коэффициента усиления системы

К_Р.

В соответствии с заданием на курсовое проектирование производится синтез системы, а точнее, последовательного корректирующего устройства исходя из требований к динамике

системы.

Началу синтеза предшествует построение ЛАЧХ исходной некоррелированной системы, при этом учитывается коэффициент усиления разомкнутой системы Кр.

• COl, 1Ус

Рисунок 5.1 - Области низких, средних и высоких частот логарифмической амплитудно-частотной характеристики системы.

Условно весь частотный диапазон, в котором будет построена желаемая ЛАЧХ, разбивается на три участка (области) (рисунок 5.1): область низких частот, область средних

частот, область высоких частот.

В области низких частот учитываются требования к точности системы, то есть определяется коэффициент усиления разомкнутой системы Кр. Низкочастотная асимптота желаемой ЛАЧХ для системы с астатизмом первого порядка проходит с наклоном - 20 дБ/дек через ординату на частоте ю=1 [1/с] в точке 201gKp. Таким образом, в области низких

частот асимптоты нескорректированной и желаемой ЛАЧХ совпадают. Для статической системы низкочастотная асимптота имеет нулевой наклон.

Среднечастотная часть желаемой ЛАЧХ строится исходя из заданных перерегулирования а[%] и времени переходного процесса t_nn- Параметры среднечастотного участка желаемой ЛАЧХ определяются по параметрам желаемой ВЧХ, связанным через графики Солодовникова с параметрами желаемой ЛАЧХ.

Исходя из условий наиболее простой реализации корректирующего устройства, высокочастотную область желаемой ЛАЧХ оставляем такой как у нескорректированной системы либо параллельной ей.

При построении желаемой ЛАЧХ необходимо стремиться, чтобы ЛАЧХ корректирующего устройства имела меньше изломов, что обеспечивало бы его более простую техническую реализацию. Это достигается тогда, когда изломы нескорректированной и желаемой ЛАЧХ будут в сопрягающих частотах. Кроме того допустимы в некоторых пределах изменение желаемой ЛАЧХ, например, расширение среднечастотной асимптоты, незначительное увеличение частоты среза. Далее определяется ЛАЧХ корректирующего устройства вычитанием ординат ЛАЧХ исходной системы из желаемой ЛАЧХ.

Параметры передаточной функции определяются непосредственно по ЛАЧХ корректирующего звена. После включения корректирующего звена в систему стоится переходный процесс к анализируется качество регулирования.

Переходный процесс в системе можно получить путем моделирования на ПЭВМ, используя один из пакетов прикладных программ, например VisSim. После получения переходного процесса в системе должна быть сделана оценка качества системы с точки зрения удовлетворения заданных требований.

* Указания к расчету нелинейной системы.

В этом разделе исследуется скорректированная САУ с учетом нелинейности. Цель исследования - установление возможности возникновения в системе автоколебаний, определение параметров автоколебаний (амплитуды АО и соО) и оценка устойчивости автоколебательных режимов. Нелинейная САУ считается удовлетворительной, если автоколебания отсутствуют. При наличии устойчивых автоколебательных режимов делается вывод о необходимости дальнейшей коррекции САУ. Передаточная функция и параметры корректирующего звена берутся но результатам расчета линейной системы.

Требования к реферату Реферат предназначен для ознакомления с пояснительной запиской к курсовому проекту. Он должен быть кратким, информативным и содержать сведения, позволяющие принять решение о целесообразности прочтения всей пояснительной записки. Реферат помещают за титульным листом. Реферат должен содержать:'

сведения об объеме пояснительной записки, количестве частей пояснительной записки, количестве иллюстраций, таблиц, приложений, количестве источников по перечню ссылок;

текст реферата;

перечень ключевых слов.

Текст реферата должен отображать информацию, представленную в пояснительной записке, и, как правшю, в такой последовательности:

объект исследования или разработки;

цель работы;

методы исследования и аппаратура:

результату и их новизна;

значимость работы и выводы.

Часть текста реферата, по которым отсутствуют сведения, опускают.

Реферат необходимо выполнять объемом не более 500 слов, и, желательно, чтобы он

умещался на одной странице формата А4.

Ключевые слова помещаются после текста реферата.

Перечень ключевых слов включает от 5 до 15 слов (словосочетаний), напечатанных

прописными буквами в именительном падеже в строку через запятые и отражающие

содержание пояснительной записки. Ключевые слова целесообразно выбирать из текста

реферата.

Перечень рекомендуемых источников.