Курсовая по ОТУ
.DOCЗадание
Спроектировать систему управления с заданной структурной схемой
ОУ P
P- Регулятор
ОУ - объект управление
по заданным показателям качества:
Значение параметров |
Заданные показатели качества |
||||
=0.3 с |
0.01% |
10 сек. |
35% |
1. Исходя из заданной величины установившейся ошибки определить требуемый коэффициент передачи регулятора
2. Ввести полученную передаточную функцию Wp(s)=Kp* Wo (s) и определить устойчивость и показатели качества tp, ,y.
Wp(s)=Kp* Wo (s) = =
Частота среза: 215.5703
Запас по фазе: -88.4023
Частота пи: 10.0000
Запас по модулю: -84.4370
Расположение корней на корневой плоскости:
Система не будет устойчива, т.к. ХУ имеет корни в правой полуплоскости.
,
3. Осуществить ручной синтез желаемой передаточной функций в следующем порядке:
3.1 По заданному времени регулирование определить начальную частоту среза системы и задать асимптоту с наклоном -20 дБ/дек
-20дб/дек
с
Выбираем
3.2 Задать запасы по амплитуде и порядка (20÷25) дБ.
Выбираем дБ,
3.3 Осуществить стыковку с характеристикой асимптотами с типовыми наклонами -20, -40 или -60 дБ/дек.
Выбираем схему стыковки с типовым наклоном -60 дБ/дек:
-60
-60
-20
-20
дБ
3.4 Восстановить передаточную функцию желаемой системы .
Пример стыковки для
, , .
3.5 Ввести в ПЭВМ и рассчитать показатели качества: , , . Привести положение корней, ЛЧХ, вид переходного процесса.
Модель: "Разомкнутая система"
Нули:
z1 = -0.095000
z2 = -0.095000
Полюсы:
p1 = 0.000000
p2 = -0.000292
p3 = -0.000292
p4 = -3242.318995
p5 = -3242.318942
Частота среза: 0.9541
Запас по фазе: 78.6292
Частота пи: 3242.1295
Запас по модулю: 76.7303
Модель: "Замкнутая система"
Установившееся значение: 10.0000
Время регулирования: 9.988 с
Перерегулирование: 13.01%
Нули:
z1 = -0.094838
z2 = -0.095163
Полюсы:
p1 = -0.709621
p2 = -0.161893
p3 = -0.074262
p4 = -3186.491904
p5 = -3297.200904
Абсолютное затухание: 0.074
Относительное затухание: 0
3.6 Изменяя положение частоты среза и запасы , провести итерационную процедуру минимизации времени переходного процесса. Привести графики зависимости:
и .
2) Показатели качества системы при , , ,
дБ
Частота среза: 1.1555
Запас по фазе: 78.6266
Частота пи: 2931.6978
Запас по модулю: 74.1922
Установившееся значение: 10.0000
Время регулирования: 8.9319 с
Перерегулирование: 13.18%
3) Показатели качества системы при , , ,
дБ
Частота среза: 1.3577
Запас по фазе: 78.6280
Частота пи: 2718.0880
Запас по модулю: 72.1342
Установившееся значение: 10.0000
Время регулирования: 7.6061 с
Перерегулирование: 13.285%
4) Показатели качества системы при , , ,
дБ
Частота среза: 1.5540
Запас по фазе: 78.5838
Частота пи: 2584.3822
Запас по модулю: 70.5238
Установившееся значение: 10.0000
Время регулирования: 6.6310 с
Перерегулирование: 13.35%
0.95 |
1.1555 |
1.3577 |
1.5540 |
|
9.988 |
8.9319 |
7.6061 |
6.6310 |
|
-70.03 |
-68.19 |
-66.25 |
-64.44 |
|
13.01% |
13.18% |
13.28% |
13.35% |
График зависимости .
График зависимости .
4. Для полученного записать и рассчитать последовательную коррекцию в регулятор и провести проверочный расчет показателей качества.
Таким образом, из п.3.6 можно сделать вывод, что минимальное время регулирования желаемой системы с, достигается при .
Запишем при , ,
Последовательная коррекция имеет вид:
Проверочный расчёт показателей качества при последовательном включении звена коррекции и :
Модель: "Разомкнутая система"
Частота среза: 1.5540
Запас по фазе: 78.5838
Частота пи: 2584.3822
Запас по модулю: 70.5238
Модель: "Замкнутая система"
Установившееся значение: 10.0000
Время регулирования: 6.6310 с
Перерегулирование: 13.35%
Как видно показатели качества в точности совпали с показателями качества при .
5. Дать вывод по работе.
В курсовой работе был проведён синтез системы управления, включающий этапы анализа имеющейся системы, синтеза желаемой системы и этап коррекции.
В качестве метода коррекции была использована последовательная коррекция, позволяющая легко находить передаточную функцию регулятора, но имеющая высокую чувствительность к параметрическим возмущениям. В качестве оптимального был выбран вариант системы с наименьшим временем регулирования, достигающимся при , при этом перерегулирование удовлетворяет заданному ограничению в 35%.