Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра технической кибернетики
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к курсовой работе по дисциплине "Теория управления" для студентов специальности 210100 - "Управление и информатика
в технических системах"
Уфа 1998
Составители: Б.Г. Ильясов, Л.А. йфяё1Болотовская
УДК 62.50
Методические указания к курсовой работе по дисциплине "Теория управления» для студентов специальности 210100 -"Управление и информатика в технических системах"/Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост. Б.Г.Ильясов, Л.А.Болотовская, Уфа, 1998. - 22 с.
Методические указания включают в себя варианты заданий и сведения по содержанию, объему и порядку выполнения курсовой работы по "Теории управления".
Методические указания предназначены для студентов УГАТУ специальности 210100 "Управление и информатика в технических системах" и могут быть полезны для студентов других специальностей.
Табл. 10. Ил. 9. Библиогр.: 5 назв.
Рецензенты: Кабальнов Ю.С.
Мунасыпов Р.А.
Содержание
Стр.
Введение
1. Задание и рекомендуемый порядок расчета
2. Методические указания к выполнению задания
3. Оформление расчетно-пояснительной записки
Список литературы
Приложение А
Введение
Учебная программа курса "Теория управления" предусматривает выполнение студентами курсовой работы в шестом семестре. Цель курсовой работы - закрепление теоретических разделов курса и приобретение навыков самостоятельного применения основных положений теории при решении конкретных задач проектирования и расчета систем автоматического управления. Правильное и четкое выполнение курсовой работы и ее защита являются хорошим подготовительным этапом перед дипломным проектированием.
Темой курсовой работы является динамический расчет системы автоматического управления по заданным требованиям к качеству управления.
Студент выполняет курсовую работу по одному из трех заданий, в каждом из которых имеется несколько вариантов исходных данных. Номера задания и варианта указываются преподавателем. Номер задания зашифрован буквой А, В и С. В задании А предлагается провести исследование динамических характеристик и синтез корректирующих устройств следящей системы углом тангажа (или атаки) самолета. Структурная схема системы приведена на рисунке 1, исходные данные для ее расчета даны в таблицах 1, 2 и 3.
Объектом исследования задания В является система автоматического регулирования скорости вращения винтовентилятора, структурная схема которой представлена на рисунке 2, а исходные данные к расчету - в таблице 4.
В качестве задания С дается система автоматического управления приводом робота-манипулятора (рисунок 3), для расчета которой в таблице 5 приведены исходные данные.
Курсовая работа выполняется на материале теоретических разделов предшествующего семестра, в которых рассматривались непрерывные стационарные линейные и нелинейные системы. После ознакомления с заданием студенту становится очевидным, знание каких разделов курса "Теория управления" необходимо для выполнения курсовой работы. Эти разделы нужно вновь и более глубоко изучить, пользуясь конспектом лекций и указанной литературой. Затем можно приступать к расчетам.
Вари ант |
Сервопривод |
Объект Wo(s) |
Значения коэффициентов |
Скоростной гироскоп Ws(s) |
Тип автомата | ||||||
T1,c |
Т2,С |
к2 |
W3 |
kо |
τ0,с |
То,с |
ξ0 | ||||
1 2 3 4 5 |
0,1 0,05 0,03 0,01 - |
0,1 0,15 0,2 0,1 0,01 |
20 10 25 30 35 |
кз кЗ кЗ 0 0 |
для угла тангажа
|
0,4 2,5 1 1,5 4,2 |
1,7 0,4 1 0,5 0,38 |
0,5 0,15 0,3 0,2 0,8 |
0,35 0,4 0,3 0,4 0,2 |
1/(0,02s+l) 1/(0,008s+l) 1/(0,01s+l) 1/(0,01s+l) 1/(0,02s+l) |
изодромный А изодромный Б с жесткой обратной связью без обратной связи изодромный А |
6 7 8 9 10 |
0,01 0,02 0,03 - - |
0,02 0,1 0,2 0,015 0,03 |
40 45 50 55 60 |
0 0 k3 0 0 |
для угла атаки |
0,4 2,5 1 1,5 4,2 |
- - - - - |
0,5 0,15 0,3 0,2 0,8 |
0,35 0,4 0,3 0,4 0,2 |
1/(0,02s+l) 1/(0,008s+l) 1/(0,01s+l) 1/(0,01s+l) 1/(0,02s+l) |
без обратной связи с жесткой обратной связью изодромный А изодромный Б с жесткой обратной связью |
Таблица 2 - Характеристики автопилотов
Тип автопилота |
ПФ корректирующих устройств |
Примечание | ||
W4(s) |
W6(s) |
W7(s) | ||
С жесткой обратной связью (Ж.О.С.) Без обратной связи
Изодромный А
Изодромный В |
К4
0
|
К6
К6
K6
|
0
К7S
0
0 |
W3(s) – ПФ скоростной О.С. автопилота W4(s) – ПФ О.С. по углу поворота исполнительного двигателя W6(s) – ПФ О.С. по первой производной угла тангажа (атаки) W7(s) – ПФ О.С. по второй производной угла тангажа (атаки)
|
Таблица 3 — Требуемые показатели качества (тема А)
Вариант |
Макси-мальная скорость слежения
|
Макси- мальное ускорение слежения
|
Допус-тимая Ошибкаεдоп |
Время переход- ного процесса tp
|
Величина перерегу лирова-ния δ
|
Запас устойчи-вости по фазе γ |
|
град/c |
град/c2 |
град |
с |
% |
град |
1 |
5 |
2 |
0,25 |
1 |
0 |
|
2 |
10 |
2 |
0,5 |
1,5 |
5 |
|
3 |
12 |
5 |
0,6 |
2,0 |
10 |
|
4 |
20 |
3 |
0,75 |
2,5 |
15 |
|
5 |
50 |
10 |
1,0 |
3,0 |
20 |
|
6 |
40 |
5 |
0,8 |
|
|
60 |
7 |
30 |
6 |
0,3 |
|
|
50 |
8 |
25 |
1,0 |
0,4 |
|
|
40 |
9 |
60 |
20 |
1,0 |
|
|
45 |
10 |
70 |
10 |
1,0 |
|
|
30 |
Таблица 4 - Исходные данные к схеме рисунка 2 (тема В)
Вари-ант |
T1,c |
Усилитель |
ГИМ |
Wo(s) |
Значения коэффициентов |
Датчик скорости |
Показатели качества | |||||||||
к2 |
с |
b |
кЗ |
Тз |
k0 |
|
|
|
T4 |
ξ |
tp, c |
,% |
| |||
1 2 |
0,2 0,03 |
1 2 |
10 20 |
0,1 0,2 |
5 3 |
0,1 0,15 |
|
3,4 1,9 |
0,4 0,2 |
1,1 1,5 |
0,4 0,25 |
0,1 0,05 |
1 0,7 |
2 1,5 |
0 5 |
0 0 |
3 4 5 |
0,05 0,02 0,01 |
3 4 5 |
30 40 50 |
0,3 0,4 0,5 |
0,5 2 1 |
0,2 0,1 0,05 |
|
20 1 0,1 |
10 - - |
7 1,2 0,08 |
5 - - |
0,2 0,01 0,01 |
1 0,5 0,7 |
5 1 1 |
0 10 0 |
0 0 0 |
Таблица 5 - Исходные данные к схеме рисунка 3 (тема С)
Вари-ант |
Электронный усилитель |
Тиристорный усилитель |
Двигатель |
К6 |
Задающее воздействие |
Допустимые ошибки |
Показатели качества град | |||||||||
ki |
Т2 |
kЗ |
Тз |
k4 |
Т4 |
k5 |
Т5 |
|
|
|
|
, град |
tp, c |
,% | ||
1 |
30 |
0,15 |
4 |
0,2 |
2 |
0,01 |
8 |
0,2 |
0,001 |
15 |
2 |
0,12 |
0,06 |
45 |
- |
- |
2 |
20 |
0,05 |
5 |
0,03 |
0,3 |
0,015 |
5 |
0,5 |
0,01 |
20 |
3 |
0,21 |
0,07 |
- |
2 |
15 |
3 |
18 |
0,12 |
2 |
0,06 |
3 |
0,06 |
7 |
0,3 |
0,02 |
25 |
4 |
0,4 |
0,2 |
- |
1,5 |
0 |
4 |
25 |
0,08 |
5 |
0,02 |
0,50 |
0,014 |
6 |
0,4 |
0,001 |
12 |
1,5 |
0,1 |
0,04 |
- |
1,8 |
25 |
5 |
15 |
0,01 |
2 |
0,015 |
1 |
0,03 |
3 |
0,6 |
0,1 |
20 |
2 |
0,1 |
0,05 |
60 |
- |
- |