Содержание

Техническое задание……………………………………………………………………………2

Введение…………………………………………………………………………………………4

1. Цифровая следящая система робота-манипулятора…………….………………………....5

2. Математическая модель системы управления…………………………………………..…7

   1. Уравнения звеньев системы управления……………………………………………7

   2. Структурная схема исходной системы с конкретными передаточными

функциями звеньев………………………………………………………………….…9

3. Анализ устойчивости и качества переходных процессов………………….. …….……...10

   1. Распределение нулей и полюсов замкнутой системы……………………….…….10

   2. Реакция системы на единичное ступенчатое воздействие………………………..11

   3. Частотные характеристики системы…………………………………………..……11

4. Коррекция системы………………………………………………………………………….13

5. Анализ чувствительности скорректированной системы…………………………………19

6. Анализ нелинейной системы………………………………………………………………..20

Заключение…………………….…………………………………………………………..……22

Список литературы………………………………………………………………..……………23

Введение

Цель курсовой работы- приобретение практических навыков расчета и моделирования систем автоматического управления (САУ). В качестве примера рассматривается цифровая следящая система управления роботом-манипулятором.

При выполнении работы необходимо решить следующие задачи:

1. Получить математическое описание каждого звена системы, построить асимптотические и точные частотные характеристики;

2. Построить принципиальную структурную схему системы, определить роль каждого элемента;

3. Установить основные параметры системы, такие как качество переходных процессов и ЧХ;

4. Разработать и ввести в систему звено коррекции;

5. Произвести анализ чувствительности скорректированной системы;

6. Определить характеристики системы с нелинейным элементом.

1. Цифровая следящая система робота-манипулятора

На рисунке 1 представлена принципиальная схема цифровой следящей системы робота-манипулятора.

Рисунок 1.

Принципиальная схема цифровой следящей системы.

Обозначения, использованные на рисунке 1:

ЦВМ – цифровая управляющая машина;

Nп – программа перемещения руки робота, заложенная в ЦВМ;

Nдп – цифровой сигнал датчика положения (ДП), являющегося преобразователем перемещения в код;

- цифровой сигнал ошибки слежения;

ЦАП – цифроаналоговый преобразователь;

У – усилитель сигнала ошибки;

УТП – управляемый тиристорный преобразователь, питающий якорь исполнительного двигателя (ИД);

ОВД – обмотка возбуждения ИД;

Р – редуктор, связывающий вал двигателя с нагрузкой (Н) – рукой робота;

- угол поворота руки робота.

При сравнении принципиальной схемы цифровой следящей системы с типовой структурой системы управления с обратной связью, изображенной на рисунке 2, можно сделать выводы о функциональной роли каждого элемента схемы рисунка 1:

ЦВМ выполняет роль задающего устройства (ЗУ) и сравнивающего устройства (СУ);

ЦАП + У + УТП в данном контексте являются устройством управления (УУ). ЦАП преобразует цифровой сигнал ошибки слежения от ЦВМ в напряжение , которое затем усиливается У и через УТП подается на якорь ИД;

ИД+Р выполняют роль исполнительного механизма (ИМ)

ДП выполняет роль измерительного устройства (ИУ). Он определяет значение действительного угла поворота (выход системы управления – y(t) на рисунке 2), преобразует его в цифровой вид и передает полученный код на ЦВМ.

Рисунок 2.

Типовая структура системы управления с обратной связью.