Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Казанский государственный технологический университет»

Нижнекамский химико-технологический институт

МЕТОДЫ СИНТЕЗА ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания

к лабораторным работам

Нижнекамск

2010

Методы синтеза линейных систем автоматического управления: методические указания к лабораторным работам / сост.: В.В.Гетман, Н.В. Лежнева. – Нижнекамск: Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) КГТУ, 2010. – 44 с.

Приведены лабораторные работы по разделам дисциплин «Теория автоматического управления», «Основы теории управления» и «Теоретические основы автоматизированного управления». Рассмотрены различные способы синтеза линейных систем автоматического управления, а также методы оценки качества полученных систем.

Предназначены для студентов, обучающихся по специальностям «Автоматизированные системы обработки информации и управления» и «Автоматизация технологических процессов и производств».

Подготовлены на кафедре «Автоматизация технологических процессов и производств» Нижнекамского химико-технологического института КГТУ.

Печатаются по решению методической комиссии Нижнекамского химико-технологического института (филиала) КГТУ

Рецензенты: канд. физ.-мат. наук, доц. Н.Н.Саримов

канд. тех. наук, доц. А.Г.Кутузов

Содержание

Введение…………………………………………………….4

Лабораторная работа №1. Определение настроек регулятора методом расширенных частотных характеристик………….6

Лабораторная работа №2. Частотный метод синтеза…..19

Лабораторная работа №3. Оценка качества процесса управления………………………………………………………...31

Библиографический список………………………………44

Введение

При синтезе системы автоматического управления для заданного объекта управления требуется построить такое управляющее устройство, при котором система будет удовлетворять заданным требованиям к качеству управления, например:

- статическая ошибка при подаче на вход САУ единичного ступенчатого воздействия не должна превышать допустимого значения или должна быть равной нулю;

- максимальное перерегулирование σ в системе не должно превышать допускаемого значения;

- время переходного процесса не должно быть больше заданного;

- выбранный регулятор должен обеспечивать заданную степень колебательности m.

В качестве управляющего устройства можно использовать широко распространенные аналоговые регуляторы, такие, как П-, ПИ-, ПД-, и ПИД-регуляторы, а также корректирующие устройства, структура которых заранее неизвестна и определяется в результате расчета.

Таким образом, задачи синтеза систем регулирования можно разбить на две группы. В задачах первой группы задается только объект управления и требуется определить закон функционирования регулятора в целом. Задачи рассматриваемого типа возникают, например, при синтезе систем регулирования промышленных непрерывно функционирующих объектов (парогенераторов, химических реакторов, нагревательных печей и т.д.).

В задачах второй группы в понятие синтеза вкладывается еще более узкий смысл; при этом рассматриваются задачи выбора и расчета параметров специальных корректирующих устройств, обеспечивающих заданные статические и динамические характеристики системы.

Данная работа позволяет получить навыки расчета систем автоматического управления, включая получение оптимальных настроечных параметров стандартного регулятора и определение передаточной функции корректирующего устройства.