- •Линейные автоматические системы регулирования курсовой проект пояснительная записка
- •Содержание
- •Введение
- •1 Построение статической модели объекта
- •1.1 Статическая модель объекта первого порядка
- •1.2 Статистическая модель объекта второго порядка
- •1.3 Расчёт коэффициентов передачи объекта
- •2 Построение динамической модели объекта
- •2.2 Динамическая модель объекта 1-го порядка с запаздыванием
- •2.1 Динамическая модель объекта 1-го порядка без запаздывания
- •2.3 Динамическая модель объекта 2-го порядка без запаздывания
- •2.4 Динамическая модель объекта 2-го порядка с запаздыванием
- •3 Математическая модель объекта
- •3.1 Приведение к нормальной системе дифференциальных уравнений
- •3.2 Решение нормальной системы уравнений методом Рунге – Кутта, с постоянным шагом
- •4 Частотные характеристики объекта
- •4.1 Частотные характеристики
- •4.1.1 Расчёт частотных характеристик вручную
- •4.1.2 Расчёт частотных характеристик в системе MathCad
- •4.2 Расчет расширенных частотных характеристик объекта
- •4.2.1 Расчет расширенных частотных характеристик объекта в системе MathCad
- •5 Выбор и расчет параметров настройки регуляторов
- •5.1.1 Расчёт п - регулятора вручную
- •5.1.2 Расчёт п - регулятора в системе MathCad
- •5.2.1 Расчёт и – регулятора вручную
- •5.2.2 Расчёт и – регулятора в системе MathCad
- •5.3.1 Расчёт пи – регулятора вручную
- •5.3.2 Расчёт пи – регулятора в системе MathCad
- •6 Передаточные функции систем автоматического управления
- •6.1 Разомкнутые системы
- •6.2 Замкнутые системы
- •7 Исследование на устойчивость систем автоматического управления
- •7.1 Постановка задачи
- •7.2 Методы исследования сау на устойчивость
- •7.3 Проверка устойчивости сау по критерию Рауса
- •7.3.1 Замкнутая система с п – регулятором
- •7.3.2 Замкнутая система с и – регулятором
- •7.3.3 Замкнутая система с пи – регулятором
- •7.4 Проверка устойчивости систем по частотному критерию Найквиста
- •7.4.1 Разомкнутая система с п – регулятором
- •7.4.2 Разомкнутая система с и – регулятором
- •7.4.3 Разомкнутая система с пи-регулятором
- •7.5 Проверка устойчивости сау по корням характеристического уравнения
- •7.5.1 Замкнутая система с п – регулятором по возмущению
- •7.5.2 Замкнутая система с и – регулятором по возмущению
- •7.5.3 Замкнутая система с пи – регулятором по возмущению
- •7.6 Проверка устойчивости сау по критерию устойчивости Гурвица
- •7.6.1 Замкнутая система с п – регулятором по управлению
- •7.6.2 Замкнутая система с и – регулятором по управлению
- •7.6.3 Замкнутая система с пи – регулятором по управлению
- •7.7 Проверка устойчивости сау по частотному критерию Михайлова
- •7.7.1 Замкнутая система с п – регулятором по возмущению
- •7.7.2 Замкнутая система с и – регулятором по возмущению
- •7.7.3 Замкнутая система с пи – регулятором по возмущению
- •8 Построение переходных процессов
- •8.1 Постановка задачи. Методы решения
- •8.2 Построение переходных процессов в замкнутых системах по возмущению
- •8.2.1 Система с п – регулятором
- •8.2.2 Система с и – регулятором
- •8.2.3 Система с пи – регулятором
- •8.3 Построение переходных процессов в замкнутых системах по управлению
- •8.3.1 Система с п – регулятором
- •8.3.2 Система с и – регулятором
- •8.3.3 Система с пи – регулятором
- •9 Оценка качества работы сау
- •9.1 Постановка задачи. Критерии качества переходных процессов
- •Заключение
- •Литература
Введение
Автоматизация производственных процессов является одним из главнейших факторов повышения производительности общественно полезного труда и улучшения качества выпускаемой продукции. На этапе проектирования технологического процесса, установки, объекта должен быть выполнен синтез автоматической системы регулирования (АСР) по параметрам будущего объекта. При сооружении объекта необходимо смонтировать элементы АСР и установить настроечные параметры. На работающем объекте, параметры которого очень часто отличаются от проектных или существенно изменяются в процессе длительной эксплуатации, необходимо исследовать объект, построить его математическую модель в виде статической и динамической характеристик, произвести расчет параметров настройки выбранных регуляторов (а часто и выбрать тип регулятора), установить эти параметры и оценить качество функционирования системы "объект - регулятор".
Даже из перечисления работ видно, что трудоемкость проектирования и исследования любых АСР значительна. Трудоемкость вычислений настолько велика, что часто за отведенное время невозможно уложиться с полным расчетом одной АСР, не говоря уже о вариантном переборе различных АСР, о приобретении навыков в системе расчетов и о получении интуитивного понимания различных АСР. Поэтому решение поставленной задачи: за один фрагмент учебных занятий (лабораторные, практические занятия, курсовое проектирование) выполнить вариантный расчет АСР для заданного объекта (дифференциальными уравнениями, передаточной функцией или экспериментальными данными) - может быть найдено только на пути активного взаимодействия в системе "Пользователь - ЭВМ". Такая программа работ может быть дополнена экспериментальным исследованием реального объекта (или его модели, стенда) и настройкой рассчитанных параметров регулятора с проверкой работоспособности всей системы по заданным критериям качества.
1 Построение статической модели объекта
Статический объект - такой объект, у которого выходная величина является функцией от входной y=f(x) и не изменяется с течением времени.
Для того, чтобы знать поведение статического объекта, строят математическую модель, описывающую в аналитической форме зависимость выходного сигнала от сигнала на входе объекта.
Постановка задачи:
Для получения статической характеристики объекта регулирования необходимо выполнить следующие действия:
- задаться рядом значений входной величины x;
- для каждого xi, поданного на вход объекта выдержать время, необходимое для завершения переходного процесса;
- зарегистрировать значение выходного сигнала yi.
Для построения статической модели, статического объекта, мы имеем значения входных и соответствующих им выходных величин в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные
I |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
X |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
9 |
Y |
3 |
4,1 |
5 |
6 |
7 |
7,5 |
7,8 |
8,2 |
9 |