Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методические материалы / Пример 2 выполнения КП по ТАУ (1-я часть) 2010 год.doc
Скачиваний:
52
Добавлен:
15.05.2015
Размер:
1.65 Mб
Скачать

45

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Ярославский государственный технический университет"

Кафедра кибернетики

Н. Н. Василькова

Курсовой проект

по теории автоматического управления

Пример 2 выполнения первой части курсового проекта

2010

Содержание

Исходные данные………………………………………………………………....5

Часть 1. Расчёт системы автоматического управления с ПИ-регулятором для объекта, обладающего запаздыванием по каналу регулирования…………….6

Этап 1. Анализ динамических свойств объекта управления во временной и частотной областях……………………………………………………………….6

1.1. Канал регулирования…………………………..…………………………….6

1.2. Первый канал возмущения…………………………………………………10

1.3. Второй канал возмущения………………………………………………….14

1.4. Третий канал возмущения………………………………………………….18

Этап 2. Синтез замкнутой САУ с ПИ – регулятором на заданную степень колебательности m =0,221……………………………………………………...21

2.1. Построение расширенных частотных характеристик

объекта по каналу регулирования…………………………………………21

2.2. Построение кривой равной (заданной) степени

колебательности (m =0,221)……………………………………………….23

2.3. Выбор оптимальных настроек ПИ – регулятора………………………...25

Этап 3. Анализ замкнутой САУ с оптимальными настройками ПИ – регулятора………………………………………………………………………..26

3.1. Построение АФХ разомкнутой системы………………………………….26

3.2. Определение по АФХ разомкнутой системы запасы устойчивости

системы по модулю и по фазе…………………………………………….27

3.3. Построение переходного процесса в замкнутой системе по каналу

управления (методом трапеций)…………………………………………..28

3.4. Построение переходного процесса в замкнутой системе по первому

каналу возмущения (численным методом)……………………………….40

3.5. Построение переходного процесса в замкнутой системе по второму

каналу возмущения (численным методом)……………………………….42

3.6. Построение переходного процесса в замкнутой системе по третьему

каналу возмущения (численным методом)……………………………….43

Часть 2. Расчёт сау с пи-регулятором для объекта, не обладающего запаздыванием по каналу регулирования……………………………………...45

Этап 1. Анализ динамических свойств объекта управления во временной и частотной областях………………………………………………………………45

1.1. Канал регулирования……………………………………………………….45

1.2. Первый канал возмущения…………………………………………………48

1.3. Второй канал возмущения………………………………………………….48

1.4. Третий канал возмущения………………………………………………….48

Этап 2. Синтез замкнутой САУ с ПИ – регулятором на заданную степень колебательности m=0,221 для объекта без запаздывания в канале регулирования……………………………………………………………………48

2.1. Построение расширенных частотных характеристик

объекта по каналу регулирования…………………………………………48

2.2. Построение кривой равной (заданной) степени

колебательности (m =0,221)……………………………………………….50

2.3. Выбор оптимальных настроек ПИ – регулятора………………………...51

2.4. Выбор "левых" по отношению к оптимальным и "правых"

настроек с кривой заданной степени колебательности…………………..52

Этап 3. Провести анализ замкнутой САУ с тремя парами настройками регулятора………………………………………………………………………..52

3.1. Построение АФХ разомкнутой системы………………………………….52

3.2. Определение по АФХ разомкнутой системы запасы устойчивости

системы по модулю и по фазе……………………………………………..55

3.3. Построение переходного процесса в замкнутой системе по каналу

управления (численным методом). Расчет численным методом

его квадратичную интегральную оценку…………………………………57

3.4. Построение переходного процесса в замкнутой системе по первому

каналу возмущения (численным методом). Расчет численным

методом его квадратичную интегральную оценку………………………60

3.5. Построение переходного процесса в замкнутой системе по второму

каналу возмущения (численным методом). Расчет численным

методом его квадратичную интегральную оценку………………………62

3.6. Построение переходного процесса в замкнутой системе по третьему

каналу возмущения (численным методом). Расчет численным

методом его квадратичную интегральную оценку………………………63

3.7. Рассчитать и построить на комплексной плоскости корней НУЛИ и ПОЛЮСА по всем четырём каналам замкнутой САУ………………………..64

3.8. По теореме о конечном значении (из теории преобразования Лапласа) проверить переходные процессы по всем четырём каналам на возможное появление установившихся (статических) ошибок……………………………69

Часть 3. Расчёт САУ с ПИ – регулятором (m1=0,147, m2=0,366) для объекта, не обладающего запаздыванием по каналу регулирования…………………..71

Этап 1. Анализ динамических свойств объекта управления во временной и частотной областях………………………………………………………………71

Этап 2. Синтез замкнутой САУ с ПИ – регулятором на заданную степень колебательности m1=0,147 и m2=0,366 для объекта без запаздывания в канале регулирования…………………………………………………………...71

2.1. Построение расширенных частотных характеристик

объекта по каналу регулирования…………………………………………71

2.2. Построение кривой равной (заданной) степени

колебательности ……………………………………………………………74

2.3. Выбор оптимальных настроек ПИ – регулятора…………………………75

Этап 3. Анализ замкнутой САУ с оптимальными настройками ПИ – регулятора………………………………………………………………………..76

3.1. Построение АФХ разомкнутой системы………………………………….76

3.2. Определение по АФХ разомкнутой системы запасы устойчивости

системы по модулю и по фазе……………………………………………..78

3.3. Построение переходного процесса в замкнутой системе по каналу

управления (численным методом).Расчет численным методом

его квадратичную интегральную оценку…………………………………79

3.4. Построение переходного процесса в замкнутой системе по первому

каналу возмущения (численным методом). Расчет численным

методом его квадратичную интегральную оценку……………………….81

3.5. Построение переходного процесса в замкнутой системе по второму

каналу возмущения (численным методом). Расчет численным

методом его квадратичную интегральную оценку……………………….83

3.6. Построение переходного процесса в замкнутой системе по третьему

каналу возмущения (численным методом). Расчет численным

методом его квадратичную интегральную оценку……………………….85

3.7. Рассчитать и построить на комплексной плоскости корней НУЛИ и ПОЛЮСА по всем четырём каналам замкнутой САУ………………………..87

3.8. По теореме о конечном значении (из теории преобразования Лапласа) проверить переходные процессы по всем четырём каналам на возможное появление установившихся (статических) ошибок……………………………90

Заключение. Сравнительный анализ вариантов систем автоматического управления, спроектированных в первой, второй и третьей частях курсового проекта……………………………………………………………………………94