Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
курсовая работа / Курсовой.doc
Скачиваний:
46
Добавлен:
22.02.2014
Размер:
2.04 Mб
Скачать

83

Содержание

6.1 Построение переходного процесса с выбранными оптимальными настройками 49

6.2 Построение переходного процесса с настройками выбранными левее оптимальных. 51

6.3 Построение переходного процесса с настройками выбранными правее оптимальных. 52

7 Построение переходных процессов в замкнутой системе по каналам возмущения при τ = 0 55

10.1 Вывод формул для расчета настроек ПД- регулятора – S2 и S1 66

10.2 Выбор пар настроек ПД- регулятора. 67

Список используемой литератуы 83

Задачи курсовой работы по теории автоматического управления

Курсовая работа посвящена анализу и синтезу одноконтурных систем автоматического управления (САУ) и состоит из следующих основных разделов:

  1. анализ динамических свойств объекта управления во временной и частотной областях;

  2. синтез замкнутой системы автоматического управления с пропорционально-интегральным регулятором, со степенью колебательности m=0,221;

  3. построение переходных процессов в замкнутой системе автоматического управления по различным каналам с целью анализа ее качества;

  4. синтез замкнутой системы автоматического управления с пропорционально-дифференциальным регулятором, со степенями колебательности m1=0,147 и m2=0,336;

  5. построение переходных процессов в замкнутой системе автоматического управления с пропорционально-интегральным регулятором по одному из каналов возмущения с целью анализа ее качества

Исходные данные

Рисунок 1 – Структурная схема системы автоматического управления

а) Вид передаточной функции по каналу регулирования:

, где k = 1; b1 = 5; τ = 1.

б) Вид передаточной функции по первому каналу возмущения:

, где k = 0,5; b1 = 1; τ = 0.

в) Вид передаточной функции по второму каналу возмущения:

, где k = 0,5; b1 = 6; τ = 3.

г) Вид передаточной функции по третьему каналу возмущения:

, где k = 0,5; b2 = 400; b1 = 32; τ = 10.

Анализ и синтез замкнутой системы управления необходимо провести:

а) с ПИ-регулятором на заданную степень колебательности m=0,221.

б) с типом регулятора и условиями расчета его настроек, выбираемыми по номеру варианта регулятора.

Номер варианта регулятора – 3:

Регулятор ПД, выбрать три пары настроек S1 – S2 c кривой равной степени колебательности m=0,221 в области положительных значений настроек и диапазоне частот до частоты среза.

1. Анализ динамических свойств объекта во временной и частотной областях

1.1 Канал регулирования

, где k = 1; b1 = 5; τ = 1

1.1.1 Построение переходного процесса:

Переходную функцию получаем при ступенчатом входном воздействии без учета чистого транспортного запаздывания, которое учтем в окончательной формуле. Расчет удобно проводить методом неопределённых коэффициентов в два этапа.

;

Разложим изображение на простые дроби:

Найдём неизвестные коэффициенты разложения:

При :

При :

При :

Тогда: ;;;

Следовательно

;

Используя обратное преобразование Лапласа, получим оригинал переходной функции:

;

Учитывая запаздывание получаем:

;

Подставляя в полученную формулу k =1; b1 =5; τ =1, получаем переходную функцию по каналу регулирования:

;

Данные для построения переходного процесса по каналу регулирования представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

t

0

2.5

5

7.5

10

12.5

15

17.5

20

h(t)

0

0.217

1.233

2.887

4.827

7.02

9.327

11.733

14.161

График переходного процесса по каналу регулирования представлен на рис. 2.

Рисунок 2 – переходная функция по каналу регулирования.

1.1.2 Построение амплитудо-частотной характеристики:

Выражение для АЧХ:

;

;

;

(1.2)

Подставляя в 1.2 исходные данные (k=1; b1=5; τ=1) получим:

;

Данные построения АЧХ канала регулирования представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2.

ω

0.1

0.25

0.5

0.75

1.0

1.25

1.5

1.75

2.0

А(ω)

10

2.499

0.737

0.345

0.193

0.125

0.08

0.065

0.049

График АЧХ по каналу регулирования представлен на рис. 3.

Рисунок 3 – АЧХ по каналу регулирования.

1.1.3 Построение фазо-частотной характеристики.

==

(1.3)

Подставляя в (1.3) исходные данные ( b1=5; τ=1)получим:

;

Данные построения ФЧХ канала регулирования представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3.

ω

0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

(ω)

-1.57

-3.25

-3.93

-4.51

-5.01

-5.57

-6.07

-6.58

-7.01

График ФЧХ по каналу регулирования представлен на рис.4.

Рисунок 4 – ФЧХ по каналу регулирования.

1.1.4 Амплитудо-фазовая характеристика.

Чтобы получить амплитудно-фазовую характеристику объекта по каналу регулирования, необходимо получить выражения для вещественной и мнимой составляющихWоб(j). Для этого числитель и знаменатель выражения частотной передаточной функции умножим на выражение, сопряженное со знаменателем:

;

;

;

Для упрощения построения амплитудно-фазовой характеристики воспользуемся формулами:

;

;

; ;

Данные построения АФХ канала регулирования представлены в таблице 1.4.

Таблица 1.4.

Re

-5.98

-5.64

-4.78

-2.95

-0.74

-0.258

-0.136

Im

-99.69

-18.56

-7.56

-1.95

-0.089

0.16

0.141

ω

0.01

0.05

0.1

0.2

0.5

0.8

1

График АФХ по каналу регулирования представлен на рис. 5.

Рисунок 5 –АФХ по каналу регулирования.

1.2 Первый канал возмущения

, где k = 0,5; b1 = 1; τ = 0

Передаточные функции по первому каналу возмущения и по каналу регулирования совпадают, по этому для построения графиков АЧХ, ФЧХ, переходной функции и АФХ, воспользуемся уже имеющимися формулами.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке курсовая работа