Анализ и синтез линейной непрерывной системы автоматического управления по требуемым показателям качества - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Анализ и синтез линейной непрерывной системы автоматического управления по требуемым показателям качества
Функциональная и структурная схемы непрерывной системы автоматического управления печатной машины, принцип ее работы. Определение передаточной функции исходной замкнутой системы, логарифмических частотных характеристик, ее корректировка и устойчивость.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации Московский государственный университет печати
Факультет цифровых систем и технологий
Анализ и синтез линейной непрерывной системы автоматического управления по требуемым показателям качества
1. Функциональная схема системы управления и описание принципа ее работы
Изменяемая часть структурной схемы системы управления:
УПУ - усилительно-преобразующее устройство реализует алгоритм управления согласно требуемым показателям качества системы управления - запасу устойчивости по амплитуде (в пределах 10-30 дБ) и запасу устойчивости по фазе (в пределах 30-60 град). Изменением передаточной функции УПУ W 4 (s), т.е. последовательным включением корректирующего звена выполняется коррекция и синтез САУ.
Объектом управления в исследуемой системе автоматического управления является бумажное полотно. Объект управления имеет математическое описание W 3 (S), соответствующее инерционному звену.
Датчиком, регистрирующим сигнал о боковой приводке красок и соответствующем положении бумажного полотна, поступивший с объекта, является фотоэлемент: излучатель с приёмником. Его математическая модель может быть представлена инерционным звеном W 1 (S).
Исполнительным устройством, непосредственно выполняющим управление положением бумажного полотна, является валик с электрическим приводом. Математическая модель исполнительного механизма представляет собой реальное интегрирующее звено (интегрирующее и инерционное) W 2 (S).
Повышение производительности печатных машин и сокращение брака возможны лишь при автоматическом регулировании совмещения красок.
Рассогласование приводки красок измеряется двумя методами
Первый метод основан на измерении рассогласования между метками на бумажной ленте с помощью фотоголовки. В этом случае метки печатаются в каждой печатной секции вместе с оттисками соответствующих красок. Метки печатаются на участках ленты, подлежащих обрезке, или на местах будущих сгибов.
Второй метод основан на сопоставлении сигналов, поступающих от метки на бумажной ленте и импульсного датчика формного цилиндра. При этом методе контроля на бумажной ленте печатается лишь одна метка.
При первом способе фотоголовка для просматривания меток на бумажной ленте состоит из осветительной лампы, оптической системы, двух фотоэлементов и усилителя. С помощью оптической системы свет от лампы, разделённый на два тонких луча, направляется на бумажную ленту в зону прохождения двух контролируемых меток. Отражённые от бумажной ленты лучи поступают на фотоэлементы соответствующих меток. Если контролируемые метки проходят под фотоголовкой одновременно, то импульсы, вырабатываемые фотоэлементами, возникают одновременно и компенсируют друг друга. Это свидетельствует о том, что приводка красок не нарушена. Если же произойдёт смещение одной метки относительно другой, импульсы от фотоэлементов поступят в различное время. Промежуток времени между возникновением импульсов в фотоэлементах соответствует величине рассогласования и определяет величину регулирующего воздействия.
При втором методе контроля приводки фотоголовка состоит из осветительной лампы, одного фотоэлемента (так как просматривается лишь одна метка) и усилителя. Фотоголовка вырабатывает импульс, соответствующий положению метки на бумажной ленте. Второй импульс вырабатывается датчиком импульсов формного цилиндра, обычно представляющим собой вращающийся диск, жёстко связанный с валом формного цилиндра. На диске имеется вырез, который в момент прохождения мимо катушки с сердечником возбуждает в ней электрический импульс. Если импульсы от метки на бумажной ленте и от датчика формного цилиндра поступают в вычислительное устройство одновременно, то они взаимно компенсируются. При нарушении приводки импульсы поступают в вычислительное устройство в разное время. Интервал времени между импульсами соответствует величине рассогласования приводки.
Основное движение формный цилиндр получает от главного вала машины через механический дифференциал. При нарушении приводки регулятор вырабатывает управляющий сигнал, который заставляет червяк вращаться в ту или иную сторону в зависимости от знака рассогласования. При движении червяка по часовой стрелке червячное колесо вместе с корпусом дифференциала вращается в направлении вращения главного вала. В этом случае формный цилиндр смещается на некоторый угол против основного движения. Движение червяка против часовой стрелки вызывает смещение формного цилиндра в направлении основного движения, показанного на рисунке стрелкой.
Несовмещение красок при печати на многокрасочных машинах не должно превышать 0,1 мм. Однако в переходных режимах, например при изменении скорости работы машины, смене рулонов, бывают значительно большие отклонения в приводке красок.
Печатник в процессе ручного управления машиной отбраковывает 30-50 оттисков до склейки и 40-50 оттисков после неё из-за несовмещения красок. Сокращение числа таких оттисков достигается с помощью систем автоматического контроля и регулирования совмещения красок.
2. Структурная схема системы управления, определение передаточной функции исходной замкнутой системы
Для работы представлена система автоматического регулирования, изображенная на структурной схеме:
передаточные функции элементарных звеньев с исходными параметрами.
В ходе работы необходимо установить устойчивость исходной системы и скорректировать ее под требуемые параметры.
3. Алгебраический критерий устойчивости. Критерий определителей Гурвица
Алгебраический критерий Гурвица позволяет судить об устойчивости системы на основании анализа коэффициентов характеристического уравнения:
Необходимым условием устойчивости является положительность всех коэффициентов характеристического уравнения:
Для нахождения достаточных условий устойчивости из коэффициентов характеристического уравнения составляется определитель Гурвица:
Отчеркивая диагональные миноры, получим определители низшего порядка:
Для устойчивой системы, необходимо и достаточно, при положительности всех коэффициентов характеристического многочлена A(s), чтобы все диагональные миноры и определитель Гурвица были положительны.
Исходные значения коэффициентов передачи:
Передаточные функции элементов системы:
Передаточная функция разомкнутой системы управления:
Передаточная функция замкнутой системы управления:
Данная система является неустойчивой, т.к. определитель Гурвица и миноры второго и третьего порядка отрицательны, несмотря на положительность всех коэффициентов a i и минора первого порядка.
4. Частотный критерий устойчивости Михайлова
Частотный критерий устойчивости Михайлова основан на использовании характеристического вектора:
Для устойчивости системы необходимо, чтобы годограф Михайлова, начинаясь при частоте на положительной вещественной полуоси, не нарушал последовательности обхода квадрантов координатной плоскости против часовой стрелки, нигде не обращался в ноль и не пересекался сам с собой.
Система неустойчива, т.к. годограф Михайлова начинается на вещественной положительной полуоси, но нарушает последовательность обхода квадрантов координатной плоскости против часовой стрелки, нигде не обращаясь в ноль и не пересекается сам с собой.
5. Частотный критерий устойчивости Найквиста
Критерий устойчивости Найквиста позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по амплитудно-фазовой частотной характеристике разомкнутой системы.
Оценим устойчивость разомкнутой системы с помощью критерия Гурвица:
Замкнутая система является неустойчивой, т.к. годограф Найквиста для разомкнутой системы, являющейся устойчивой, охватывает точку (-1;j0).
6. Логарифмические частотные характеристики
Комплексный коэффициент передачи сложной системы может быть представлен в виде произведения:
где комплексные коэффициенты передачи элементарных звеньев.
Для амплитудных и фазовых частотных характеристик справедливо:
Из приведенных выше формул следует, что логарифмические фазовые и амплитудные частотные характеристики сложных систем получаются при суммировании соответствующих характеристик элементарных звеньев.
Передаточная функция разомкнутой части системы:
Логарифмическая амплитудная частотная характеристика
Фазовая частотная характеристика, записанная в соответствии с принципом аргумента:
Система неустойчива, так как и не имеет смысла говорить о запасах устойчивости.
8. Произведём корректировку данной САР
По номограммам качества Солодовникова для определения частоты среза системы по перерегулированию и времени регулирования найдем желаемую частоту среза.
Введём полученный коэффициент коррекции в систему и проверим алгебраическими и частотными критериями устойчивости насколько правильно подобрано корректирующее звено.
9. Определение передаточной функции скорректированной системы управления
10. Оценка устойчивости скорректированной системы управления
Алгебраический критерий устойчивости. Критерий Гурвица.
Система является устойчивой, так как все определители положительны, а также положительны все коэффициенты .
Система устойчива, так как годограф Михайлова начинается на вещественной положительной полуоси, нигде не обращаясь в ноль и не пересекается сам с собой. Последовательность обхода квадрантов против часовой стрелки не нарушена.
Разомкнутая система находится на границе устойчивости.
Замкнутая система является устойчивой, так как разомкнутая система лежит на границе устойчивости и не имеет правых корней, а годограф Найквиста не охватывает точку (-1;j0).
11. Расчёт коэффициентов ошибок скорректированной СУ и построение статической ошибки
На вход системы подаётся воздействие:
Вынужденная составляющая ошибки системы
Статическая ошибка полностью соответствует требуемым показателям качества.
12. Расчёт и построение весовой и переходной характеристик скорректированной САУ и оценка прямых показателей качества
13. Выводы о качестве регулирования в скорректированной системе управления
Вывод: исследовав заданную систему автоматического управления на устойчивость, определено, что система является неустойчивой. После корректировки САУ, оценка устойчивости показала, что полученная САУ устойчива, а основные показатели качества приближены к заданным (не превышают или не ниже их).
1. М.В. Ефимов, О.А. Винокурова, Ю.В. Щербина, А.Е. Иванова Теория автоматического управления. Линейные системы управления. Методические указания по курсовому проектированию. М.: МГУП, 2004;
2. М.В. Ефимов Теория автоматического управления. Учебное пособие. М.: МГУП, 2006;
3. М.В. Ефимов Теория автоматического управления. Тесты, 1200 заданий. М.: МГУП, 2005;
4. Ю.И. Топчеев Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учебное пособие - М.: Машиностроение, 1989.
Структура замкнутой линейной непрерывной системы автоматического управления. Анализ передаточной функции системы с обратной связью. Исследование линейной импульсной, линейной непрерывной и нелинейной непрерывной систем автоматического управления. контрольная работа [1,6 M], добавлен 16.01.2011
Исследование режимов системы автоматического управления. Определение передаточной функции замкнутой системы. Построение логарифмических амплитудной и фазовой частотных характеристик. Синтез системы "объект-регулятор", расчет оптимальных параметров. курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.06.2011
Расчет коэффициента усиления системы автоматического управления (САУ). Определение передаточной функции исходной САУ, проверка на устойчивость и моделирование переходных характеристик. Построение частотных характеристик эквивалентной разомкнутой САУ. курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.04.2014
Анализ исходной системы автоматического управления, определение передаточной функции и коэффициентов. Анализ устойчивости исходной системы с помощью критериев Рауса, Найквиста. Синтез корректирующих устройств и анализ синтезированных систем управления. курсовая работа [442,9 K], добавлен 19.04.2011
Описание объекта автоматического управления в переменных состояниях. Определение дискретной передаточной функции замкнутой линеаризованной аналого-цифровой системы. Графики переходной характеристики, сигнала управления и частотных характеристик системы. курсовая работа [1,7 M], добавлен 21.11.2012
Уравнения связей структурной схемы САУ. Анализ линейной непрерывной системы автоматического управления. Критерии устойчивости. Показатели качества переходных процессов при моделировании на ЭВМ. Синтез последовательного корректирующего устройства. контрольная работа [157,2 K], добавлен 19.01.2016
Передаточная функция и параметры непрерывной части системы. Вычисление передаточной функции разомкнутой и замкнутой системы управления в z-форме. Преобразование дискретной передаточной функции относительно псевдочастоты. Построение переходного процесса. курсовая работа [349,3 K], добавлен 25.06.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Анализ и синтез линейной непрерывной системы автоматического управления по требуемым показателям качества курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Сочинение На Тему Нравоучительный Смысл Басен Крылова
Вак России Диссертации По Темам
Как Написать Тезис В Сочинение Рассуждение Примеры
Реферат: Okonkwo A Tragic Hero Essay Research Paper
Контрольная работа по теме География туристских районов России
Реферат: Організація праці менеджера
Реферат по теме Особистість у системі соціальних зв’язків
Доклад по теме Глобализация и национальная идентичность
Курсовая Работа На Тему Рынок Ценных Бумаг. Особенности Его Формирования В России
Реферат по теме Цинга. Пеллагра. Куриная слепота, ксерофтальмия, общий ксероз
Реферат: Основы литья под регулируемым давлением. Скачать бесплатно и без регистрации
Революции нач. xx в. В странах азии: иран, османская империя, китай.
Входная Контрольная Работа По Обж
Реферат: Загальна характеристика роботи аеропорту
Курсовая работа по теме Автоматизация кормления в овчарне
Майра К1ант Сулима Сочинение 5 Класс
Курсовая работа по теме Развитие объектных СУБД
Сочинение Рецензия По Прочитанной Книге
Сочинение: Маяковский Владимир Владимирович
Курсовая работа по теме Выбор стратегий развития энергосистемы
Декабристы на Украине - История и исторические личности реферат
Становление и развитие саморегулируемых организаций в России и за рубежом - Государство и право дипломная работа
Аналіз інвентаризації як методу бухгалтерського обліку загалом - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа