Курсова робота
З дисципліни: Теорія автоматичного управління
на тему: «Лінійні та цифрові системи управління»
Виконав: Волкова К.Я
Перевірив: Малай Г.П
Хабаровськ +2014
Введення
Сучасна теорія автоматичного регулювання є основною частиною теорії управління. 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. Рішення даного завдання в багатьох випадках ускладнюється наявністю випадкових збурень (перешкод). При цьому необхідно вибирати такий закон регулювання, при якому сигнали управління проходили б через систему з малими спотвореннями, а сигнали шуму практично не пропускалися.
Теорія автоматичного регулювання пройшла значний шлях свого розвитку. На початковому етапі були створені методи аналізу стійкості, якості і точності регулювання безперервних лінійних систем. Потім отримали розвиток методи аналізу дискретних і дискретно-безперервних систем. В даний час розвиваються методи аналізу нелінійних систем автоматичного регулювання.
Метою даної курсової роботи є розробка цифрової системи автоматичного управління і регулювання, побудованої по замкнутому принципом для заданого об'єкта управління.
1. Завдання на курсову роботу
Визначити і побудувати тимчасові характеристики (імпульсну і перехідну) заданого об'єкта управління, частотні характеристики, представити відповідні аналітичні вирази, визначити і позначити на комплексній площині особливі точки передавальної функції, сформулювати і записати висновки;
провести вибір оптимальних параметрів регулятора, визначити і побудувати перехідні характеристики і криві помилок для кожного значення обираного параметра регулятора (при цьому перехідна характеристика повинна мати вигляд затухаючого процесу 2 - 3 коливання, час перехідного процесу 10 - 12 сек , що встановилася помилка прагне до нуля або дорівнює нулю);
визначити і побудувати тимчасові і частотні характеристики системи з обраним законом регулювання по каналу управління, криву помилки, (для цифрових систем додатково подати сигнал з виходу регулятора), сформулювати і зафіксувати висновки;
оцінити стійкість системи по одному з критеріїв, визначити запас стійкості по амплітуді і фазі;
знайти прямі і непрямі оцінки якості;
сформулювати і записати остаточні висновки по розробленій системі автоматичного управління і регулювання;
Об'єкт управління має наступну передавальну функцію:
,
Параметри об'єкту управління:=9.5, T1=1.2, T2=1.5,
Модель розроблюваної системи представлена ??на малюнку 1.1
Малюнок 1.1 - Модель системи автоматичного регулювання
Малюнок 1.2 - Структурна модель для визначення характеристик ОУ
. Визначення характеристик об'єкта управління
Об'єкт управління має схему, представлену на малюнку 2:
Малюнок 2 - Схема об'єкта управління
Передавальна функція має вигляд:
Тимчасові характеристики оцінюють динамічні і статичні властивості систем автоматичного управління. Існують два різновиди тимчасових характеристик: перехідна і імпульсна (вагова). Перехідна характеристика h (t) оцінює реакцію системи або складового елементу на одиничне поетапне вплив 1 (t). Імпульсна характеристика w (t) оцінює реакцію системи на одиничний імпульс.
Так як зображення одиничного ступеневої впливу одно, то зображення перехідної функції визначається співвідношенням:
Отже, для знаходження перехідної функції необхідно передавальний функцію розділити на S і виконувати перехід від зображення до оригіналу.
Тоді, аналітичний вираз перехідної функції:
Зображення одиничного імпульсу дорівнює 1. Тоді зображення імпульсної функції визначається виразом:
Таким чином, передатна функція є зображенням імпульсної функції.
Для заданого об'єкта управління перехідна і імпульсна характеристики представлені на рис. 3:
Рис. 3 Перехідна і імпульсна характеристики ...
