Пояснювальна записка
до курсового проекту
з дисципліни «Теорія автоматичного керування»
Тема: «Аналіз лінійної системи автоматичного управління»
Завдання на курсовий проект
з дисципліни «Теорія автоматичного керування»
У курсовій роботі необхідно відповідно до заданої структурною схемою і параметрами виконати наступні розрахунки і дослідження:
Провести аналіз динамічних характеристик всіх ланок САР.
Отримати передавальні функції розімкнутої і замкнутої САР: W (s), Ф (s), Ф? (s).
Дослідити стійкість системи регулювання різними методами:
по корінню характеристичного рівняння;
по алгебраическому критерієм Гурвіца;
по частотному критерієм Михайлова;
Провести оцінку якості регулювання на основі кореневих показників.
Побудувати модель системи, досліджувати перехідний процес і визначити основні показники якості регулювання.
Ввести в систему ПІД-регулятор, провести дослідження перехідного процесу і визначити параметри налаштування регулятора.
Побудувати частотні характеристики замкнутої САР і зробити висновок про частотні властивості динамічних систем.
На основі отриманих характеристик зробити висновок про частотні властивостях системи і визначити основні показники якості регулювання.
Провести порівняння динамічних властивостей і показників якості регулювання вихідної системи і системи з ПІД-регулятором.
Структурна схема системи
? (t)? 1 (t) K1 U1 (t)? 2 (t) K2 U2 (t) К3? 1 (t) К4? 2 (t)
TуS + 1 S (TмS + 1)
K5S
Значення параметрів системи
вар.K1K2K3K4K5Tу, сTм,, c9.110240,080,120.10.9
Зміст
Введення
. Передавальні функції ланок
. Передавальні функції розімкнутої і замкнутої САР
. Дослідження стійкості системи
. Оцінка якості регулювання на основі кореневих показників
. Побудова перехідного процесу і визначення основних показників якості регулювання
. Визначення за коефіцієнтами помилок необхідного коефіцієнта посилення розімкнутої системи (), що забезпечує необхідну точність роботи
. Введення в систему ПІД-регулятора, проведення дослідження перехідного процесу і визначення оптимальних параметрів настройки регулятора
. Аналіз стійкості системи з ПІД-регулятором
Для системи з ПІД-регулятором побудувати перехідний процес і логарифмічні частотні характеристики.
Висновок
Список літератури
Введення
Система автоматичного регулювання складається з регульованого об'єкту і елементів управління, які впливають на об'єкт при зміні однієї або декількох регульованих змінних. Під впливом вхідних сигналів (управління або обурення), змінюються регульовані змінні. Мета ж регулювання полягає у формуванні таких законів, при яких вихідні регульовані змінні мало відрізнялися б від необхідних значень.
Метою даної курсової роботи є виконання аналізу лінійної системи автоматичного управління.
Інструментальним засобом реалізації поставлених завдань є системи комп'ютерної алгебри MathCad, MatLab.
1. Передавальні функції ланок
Досліджувана система складається з наступних типових ланок:
інтегруюча ланка з уповільненням з передавальної функцією W1 (S);
апериодическими Евена 1-го порядку з передавальної функцією W2 (S);
Ідеального дифференцирующего ланки з передавальної функцією W3 (S);
аперіодичної ланки 1-го порядку, має опис передавальної функції виду:
,
де - постійна часу ланки;
- коефіцієнт передачі ланки.
Передавальна функція:
;
З передавальних функцій легко отримати зображують рівняння окремих ланок:
;
Переходячи від зображення до оригіналу, отримаємо диференціальне рівняння:
;
Перехідна функція цієї ланки, при нормальних умовах рівних 0, має вигляд:
Малюнок 1 перехідна характеристика аперіодичної ланки 1 порядку
Для знаходження частотних характеристик запишемо частотну передавальну функцію:
регулювання стійкість система настройка
Для побудови ЛАЧХ і ЛФЧХ запишемо рівняння:
Малюнок 2 ЛАЧХ і ...
