- •Курсовая работа
- •1.Расчет импульсной передаточной функции замкнутого контура нцу
- •1.1 Расчет для объекта 1 без задержки:
- •1.2 Расчет для объекта 2 без задержки
- •1.3 Расчет для объекта
- •1.4 Расчет для объекта
- •2. Расчет периода квантования в системе нцу.
- •2.1. Метод, основанный на обеспечении точности управления.
- •2.1.2 Расчет для объекта 2:
- •2.2 Критерий Джури
- •2.2.1 Расчет для объекта 1: .
- •2.2.2 Расчет для объекта 2: .
- •2.3. Расчет периода квантования для объекта, передаточная функция которого содержит динамику в числителе.
- •3. Метод «прямого» синтеза.
- •2.1.1 Расчет для объекта 1:
- •3.1. Для объекта 1:
- •3.2. Для объекта 2:
- •4. Расчет оптимальных параметров пи регулятора и периодов квантования резонансным методом
- •5. Исследование устойчивости контура нцу
- •6. Синтез линейно-квадратичного регулятора состояния.
- •7.Оценка качества регулирования.
- •7.1. Сравнение графиков переходных процессов
- •7.2. Сравнение продолжительности переходных процессов
- •7.3. Отношение затухания
- •8.Составить позиционный и скоростной алгоритм нцу.
2.1.1 Расчет для объекта 1:
Получаем,
|
|
0.01 |
0.0801 |
0.02 |
0.1602 |
0.03 |
0.2403 |
0.04 |
0.3204 |
0.05 |
0.4005 |
2.1.2 Расчет для объекта 2:
Получаем,
|
|
0.01 |
0.1085 |
0.02 |
0.2171 |
0.03 |
0.3256 |
0.04 |
0.4341 |
0.05 |
0.5426 |
2.2 Критерий Джури
Для абсолютного значения выходной величины (представленного функцией частоты)
всегда можно выбрать значение частоты
,
при котором
принимает маленькое значение .
Величина
определяет точность, которую необходимо
обеспечить на выходе системы. После
нахождения частоты
,
значение периода квантования (по теореме
Котельникова) находится по формуле:
.
выбирается по методу непосредственного
синтеза непрерывных регуляторов.
Его настройки рассчитываются (соответствующие коэффициенты усиления и время интегрирования и дифференцирования).
по формулам:
- для ПИ регулятора:
- для ПИД регулятора:
За
параметр
=
0,0192
2.2.1 Расчет для объекта 1: .
Берем ПИ регулятор. Его настройки рассчитываются по формулам, указанным выше:
=
0.1292;
=
52;
|
|
0.01 |
1.4941 |
0.02 |
2.9707 |
0.03 |
4.4529 |
0.04 |
6.2188 |
0.05 |
7.7642 |
2.2.2 Расчет для объекта 2: .
Для этого объекта берем ПИД регулятор.
Его настройки:
= 0,31;
=
82;
=
19,42;
|
|
0.01 |
1.4941 |
0.02 |
2.9707 |
0.03 |
4.4529 |
0.04 |
6.2188 |
0.05 |
7.7642 |
2.3. Расчет периода квантования для объекта, передаточная функция которого содержит динамику в числителе.
Если мы исследуем объект, передаточная функция которого содержит динамику в числителе или которые описываются дифференциальными уравнениями, содержащими производные в правой части, то вышеприведенные методы не пригодны.
Рассматриваем объект 3:
Если
сделать замену:
,
,
. То
получим следующий вид передаточной
функции объекта:
Необходимо
найти
,
которое соответствует
.
Определяем
из уравнения
=
, что эквивалентно
.
Компоненты
с частотами
будут ослабляться больше чем в
=31
раз (
-
наивысшая частота, которую необходимо
восстановить на выходе системы).
,
при
=18.5,
=2.8,
=
1.135.
Тогда
по теореме Котельникова (при дискретизации
непрерывной функции и данном выборе
периода квантования , потерь информации
не будет, так как
- максимальная частота в спектре сигнала
непрерывной функции).
=
0.1580
3. Метод «прямого» синтеза.
С помощью метода прямого синтеза мы определяем структуру и оптимальные настройки регуляторов НЦУ из соотношения:
,
где
,
- z-преобразования от
управляемой координаты и задающего
воздействия регулятора. А функция
Предположим, что в динамическом режиме желаемым является апериодический переходной процесс в контуре НЦУ, т.е. при подаче на установку регулятора единичного ступенчатого возмущения замкнутый контур НЦУ ведет себя как непрерывная модель первого порядка с запаздыванием:
При условии, что на установку регулятора подается единичное ступенчатое возмущение, применим к этому выражению z-преобразование; получим:
,
где
.
В итоге получаем:
.
