курсовая работа / teoriya_avtomaticheskogo_upravleniya

Министерство образования и науки Украины Одесский национальный политехнический университет

Кафедра электромеханических систем с компьютерным управлением

ОТЧЕТ

к курсовой работе по ТАУ

Выполнил:

студент группы ЭМ061 Гогуленко А.М.

Вариант: №3

Руководитель: Мельникова Л.В.

Одесса 2009

Определяем требуемую частоту среза по рис.1. связывающего σ и tp с Umax ВЧХ и частотой среза Ωср.

Таким образом, по заданному значению σ определяется Umax, а по нему из второй кривой коэффициент b = 3.05, который связывает время регулирования и частоту среза

Наклон участка делается (–20dB/ дек), так как этот наклон обеспечивает наименьшую колебательность систем, и проводится до значения амплитуд (положительных и отрицательных) не менее L, для обеспечения запаса устойчивости.

Запас устойчивости по амплитуде ( L) и по частоте(Δψ) иходя из величины Umax по кривым из рис.2.

В области низких частот обе характеристики должны совпадать для обеспечения требуемого значения ошибки.

Область высоких частот практически не влияет на качество системы, и поэтому большого совпадения исходной и скорректированной характеристиками не требуется.

Исходя из всего вышеперечисленного построена ЛАЧХ скорректированной системы, показанной на рис.4. и будет определена следующим выражением:

L(Ω) = 20 lg K − 20 lg Ω − 20 lg(T52Ω2 +1) + 20 lg(T42Ω2 +1) − 60 lg(T12Ω2 +1)

где:

Лист

C1 = T4 / R1= 0.29 / 2000 = 145 10-6 F,

C2 = (T5 + T1 – T 4 – T 3) / R1 = (4,76 + 0.0075 – 0.29 – 0.15) / 2000 =2.165 10 -3 F, R2 = T3 / C2 = 0.15 / 2,165 10-3 = 69,28 Ω.

Передаточная функция для второго звена

Для второго звена выражение, связывающее постоянную времени и параметры элементов

K = T1 = 0.0075 = 0.25, T2 0.03

Задаемся R2 = 1 kΩ

Параметры пропорционального звена

Пусть Zвх=500 Ом тогда Zос=2000 Ом

1.7.Определение запасов устойчивости

Для проверки действительных запасов устойчивости скорректированной системой, воспользуемся следствием из критерия Найквиста.

Выражение для ЛФЧХ

По данному выражению строится ЛФЧХ (см. рис.4 ) Значение фазы при частоте среза Ωср=19,16с-1 Ψ(:) = -2,5рад Запас по фазе ΔΨ = 1,1рад = 63° Запас по фазе определяется при ΩП=74,5с-1:

L = 13

Таблица 2 Точки для построения ЛФЧХ

Лист

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

2.Последовательная коррекция

сподчиненным регулированием координат

2.1.Задание

Задана трехконтурная САУ (рис. 5), требуется рассчитать регулятор контура перемещения (РП) при настройке на технический оптимум.

2.2.Исходные данные согласно варианту 3

2.3. Схемы

Рис. 5. Трехконтурная схема системы ТП-Д с подчиненным регулированием.

Рис. 6 Структурная схема контура перемещения.

2.4.Определение передаточных функций звеньев системы ТП-Д (рис.5.)

γ= J м ;

Jд

Лист

JΣ = γ Jд + Jд = 3.5 ×0.011+ 0.011 = 0.0495 кг× м2

Запишем передаточные функции отдельных звеньев рис. 5

Н03 ( р) = Кϕ = 0.5 ;

рр

2.5.Определение передаточной функции звена регулятора положения (рис.6.)

Передаточная функция Нэс(р) определяется как передаточная функция части системы замкнутой по скорости после введения корректирующих звеньев по току и по скорости.

Передаточная функция разомкнутого контура перемещения до коррекции на модульный

оптимум :

Нрс ( р) = K = 25B

Регулятор оказался пропорциональным звеном.

2.6.Нахождение технических параметров регулятора положения:

Регулятор положения является пропорциональным звеном (см. п. 2.5.). Техническая реализация пропорционального звена возможна с помощью операционного усилителя рис. 7.

Лист

ЛФЧХ до коррекции и после коррекции имеет один и тот же вид в виду того что регулятор перемещения - пропорциональное звено:

3.Выводы:

Впервой части курсовой работы для заданной системы чтобы обеспечить необходимые показатели качества было сделано:

Построена ЛАЧХ системы до коррекции;

Определен наклон и частота среза области средних частот желаемой ЛАЧХ

иопределены ожидаемые при этом запасы устойчивости. Построена желаемая ЛАЧХ;

Определено корректирующее звено и найденные его параметры.

Определены Запасы устойчивости после коррекции.

Врезультате скорректированная система обладает заданными показателями качества, что подтверждает тот факт, что реальный запас устойчивости практически совпадает с ожидаемым. Это говорит о том, что метод синтеза САУ с помощью ЛАЧХ обладает удовлетворительной точностью, имея при этом такие преимущества как наглядность и простоту.

Во второй части роботы проведена коррекция контура положения на модульный оптимум системы с подчиненным регулированием.

Система с подчиненным регулированием координат с последовательной коррекцией дает возможность раздельного регулирования нескольких координат и раздельную (оптимальную) настройку качества процесса регулирования.

Согласно техническому оптимуму были определены передаточные функции системы исходной и желаемой и найдена передаточная функция регулятора перемещения с помощью которого компенсируются большие постоянные времени, что уменьшает время регулирования. Регулятор перемещения оказался П-звеном, и были найдены его параметры.

Построенные ЛАЧХ и ЛФЧХ до и после коррекции позволили увидеть, что после коррекции запас устойчивости по фазе и амплитуде уменьшились.

Лист

4.Список литературы

1.Попович М.Г., Ковальчук О.В. Теорія автоматичного керування. – К.: Либідь, 1997. – 544 с.

2.Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. –

М.: Наука, 1975. – 768 с.

3.Повышение качества систем автоматического управления. Учеб. пособие/ Р.П. Герасимяк. – К.: УМК ВО, 1992. – 100 с.

4.Булгар В.В. Теорія електроприводу: збірник задач. – Одеса: Поліграф, 2006. – 408 с.

Лист