Міністерство транспорту України Дніпропетровський національний університет

залізничного транспорту

імені академіка В. Лазаряна

Кафедра “Автоматика, телемеханіка і зв’язок”

Аналіз і синтез цифрової системи автоматичного керування Методичні вказівки до курсової роботи

з дисципліни “Теорія автоматичного керування”

Укладачі: Безруков В.В., Лагута В.В., Гаврилюк В.І.

Для студентів спеціальності 7.092507

“Автоматика і автоматизація на транспорті”

Дніпропетровськ 2003

УДК 621.391

Аналіз і синтез цифрової системи автоматичного керування: Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни “Теорія автоматичного керування” /Дніпропетр. нац. ун-т залізнич. трансп.; Укл.: Безруков В.В., Гаврилюк В. І. Дніпропетровськ, 2003. – 18с.

Курсова робота з теорії автоматичного керування має на меті освоєння методів аналізу і синтезу цифрової системи автоматичного регулювання. Для реалізації цієї задачі в курсову роботу включені такі традиційні питання розрахунку автоматичних систем як визначення передатної функції системи за її структурною схемою, визначення стану стійкості, визначення показників якості перехідного процесу, розрахунок і побудова частотних характеристик системи, розрахунок точності керування, корекція системи і синтез схеми коректованого регулятора. Розрахунки виконуються за допомогою математичних програм загального призначення, а також спеціальних учбових програм кафедри.

Методичні вказівки призначені для студентів спеціальності 7.092507 “Автоматика і автоматизація на транспорті”.

Друкується за рішенням методичної комісії факультету управління процесами перевезень.

Рецензенти:

д-р техн. наук, проф. В.С. Хандецький (ДНУ);

Редактор Т.В. Щепоткіна

Підписано до друку 11.11.2005 р. Формат 60х84 1/16. Папір для множних апаратів. Ризограф. Умовн. друк. арк. 2.

Обл. - вид. арк. 2,1.

Тираж 150 прим. Зам. 3098. Видавн. № 68. Безкоштовно.

Видавництво Дніпропетровського національного університету

залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна

Адреса дільниці оперативної поліграфії:

49010, Дніпропетровськ, 10, вул. Акад. Лазаряна, 2.

Зміст

Вступ 3

1. Структурна схема і передатні функції неперервної системи 6

2. Структурна схема і передатні функції цифрової системи 6

3. Визначення стану стійкості цифрової системи 8

4. Дослідження перехідного процесу цифрової системи 8

5. Частотні характеристики цифрової системи 10

6. Розрахунок точності роботи цифрової системи 12

7. Корекція цифрової системи 13

12.1. Передатні функції коректованої цифрової системи 13

12.2. Розрахунок показників якості коректованої системи 15

12.3. Синтез схеми цифрового коректованого регулятора 15

Додаток. Приклад титульної сторінки курсової роботи 17

Список літератури 17

Вступ

Курсова робота з теорії автоматичного керування (ТАК) ставить за мету освоєння методів аналізу і синтезу цифрової системи автоматичного регулювання (САР) із зворотним зв’язком. Для реалізації цих задач в курсову роботу включені такі традиційні питання як визначення передатної функції системи за її структурною схемою, визначення стану стійкості системи, визначення показників якості перехідного процесу системи, розрахунок і побудова частотних характеристик системи, розрахунок точності керування, корекція системи і синтез схеми коректованого регулятора.

В завданні на курсову роботу задані допустимі значення показників якості регулювання, які задовольнять вимогам якості перехідного процесу, стійкості і точності регулювання. Цифрова система в курсовій роботі розглядається як цифрова модель неперервної системи, для якої в завданні на курсову роботу задані значення параметрів усіх її ланок.

В першій частині курсової роботи виконується аналіз процесу регулювання заданої некоректованої системи. Для неї розраховуються значення регламентованих показників якості керування, які порівнюються із заданими допустимими значеннями. Оскільки деякі з розрахованих параметрів не задовольняють поставленим вимогам, приймається рішення про необхідність корекції, яка реалізується в другій частині курсової роботи.

Для реалізації корекції визначається передатна функція коректованої системи. Корекція повинна поліпшити певні показники системи регулювання. Для того, щоб у цьому пересвідчитись і кількісно оцінити ефект корекції передбачається контрольний розрахунок параметрів коректованої системи. У випадку позитивного ефекту корекції виконується синтез коректованого цифрового регулятора у вигляді різницевого рівняння і відповідної схеми цифрового фільтру.

Ряд розрахунків і побудову їх графіків зручно виконувати на ПЕОМ за допомогою математичного пакету програм (наприклад, MathCad) а також за допомогою спеціалізованих учбових програм з курсу ТАК, розміщених на ПЕОМ у дисплейному класі кафедри.

Курсова робота повинна бути старанно оформленою. Таблиці і рисунки повинні бути перенумерованими і мати підписи. В тексті потрібно посилатись на таблиці і рисунки, а також на літературні і програмні джерела інформації. Текст повинен бути старанно написаним з дотриманням граматичних і синтактичних правил. Рисунки виконуються за допомогою креслярських інструментів або друкуються на принтері. Текстові пояснення до розрахунків і висновки пишуться від руки. Коментарі до машинних розрахунків і самі машинні розрахунки можуть бути надрукованими на принтері. Розрахунки без коротких текстових пояснень не допускаються. Текстові пояснення до розрахунків повинні бути стислими і конкретними, загальний обсяг КР, як правило, не повинен перевищувати 15-20 сторінок стандартного формату А4.

До оформленої за правилами стандартів курсової роботи додається демонстраційний плакат формату А1, який використовується для демонстрації основних результатів роботи під час її захисту. Студент самостійно вирішує, який матеріал винести на демонстраційний плакат для того, щоб його доповідь була впевненою і переконливою.

У вступі до курсової роботи потрібно привести структурно-функціональну електричну схему заданої системи. Якщо задана, наприклад, система фазового авторегулювання частоти, то на функціональній схемі потрібно показати усі функціонально необхідні пристрої системи, зокрема фазовий детектор, фільтр, підсилювач і керований генератор. В описі схеми потрібно пояснити принцип дії системи і призначення кожного її пристрою, скориставшись описом відповідних пристроїв системи в літературі [2, 6].