Исследование систем автоматического управления в среде LabView - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа
Главная
Программирование, компьютеры и кибернетика
Исследование систем автоматического управления в среде LabView
Переходная и импульсная характеристики объекта управления. Передаточная функция и переходная характеристика замкнутой системы. Оценка качества переходного процесса в среде LabView. Сравнение частотных характеристик объекта управления и замкнутой системы.
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 Российской Федерации
«Тверской государственный технический университет»
Кафедра автоматизации технологических процессов
Пояснительная записка к курсовому проекту
по курсу «Инструментальные программные средства»
на тему: «Исследование систем автоматического управления в среде LabView»
2. Поставленные задачи курсовой работы
3. Переходная и импульсная характеристики объекта управления
4. Передаточная функция замкнутой системы
5. Переходная характеристика замкнутой системы
6. Оценка качества переходного процесса
7. Частотные характеристики объекта управления
8. Сравнение частотных характеристик объекта управления и замкнутой системы
Управление объектом с помощью технических средств без участия человека называется автоматическим управлением. Теория автоматического управления (ТАУ) это наука, которая изучает процессы управления и проектирования систем автоматического управления, работающих по замкнутому циклу с обратной связью. Совокупность объекта управления и средств автоматического управления называется системой автоматического управления (САУ). Основной задачей автоматического управления является поддержание определенного закона изменения одной или нескольких физических величин в объекте управления.
2. Поставленные задачи курсовой работы
1. Для заданного объекта управления рассчитайте аналитически его переходную характеристику. Сравните полученный результат c расчетом, выполненным численным методом в LabVIEW.
2. Найдите передаточную функцию замкнутой системы и проверьте полученный результат численным методом. С помощью теорем о начальном и конечном значении оригинала определите начальное и конечное значение переходного процесса.
3. Смоделируйте переходную характеристику предложенной в курсовой работе замкнутой системы. Сравните полученный результат с результатом, полученным в пункте 2.
4. Оцените качество переходного процесса замкнутой системы. Если качество переходного процесса Вас не устраивает, то попытайтесь подобрать лучшие параметры регулятора.
5. Рассчитайте аналитически частотные характеристики объекта управления. Сравните полученный результат с расчетом, выполненным численным методом в LabVIEW.
6. Сравните частотные характеристики объекта управления и замкнутой системы (c помощью одного прибора и на одном осциллографе).
7. Оцените численным методом устойчивость замкнутой системы, используя для этого один из критериев устойчивости (Гурвица, Найквиста, Михайлова - любой на выбор).
3. Переходная и импульсная характеристики объекта управления
управление замкнутая система labview
Переходной функцией h(t) называют изменение выходной величины y(t) во времени после подачи на вход системы или её звена единичного ступенчатого воздействия. График переходной функции дает наглядное представление о динамике процессов, протекающих на выходе системы или в её отдельных узлах. Импульсной функцией w(t) называют изменение выходной величины y(t), возникающее после подачи на вход единичного импульса (при нулевых начальных условиях).
Импульсная функция w(t) равна производной от переходной функции:
Объект управления представлен следующими звеньями:
Переходную характеристику ОУ можно найти, умножив передаточную функцию на единичное входное воздействие, в операторной форме представленное как на . Таким образом, передаточная функция будет равна:
Для нахождения переходной и импульсной функции необходимо применить обратное обратное преобразование Лапласа к Y(s), т.е.
Импульсная функция является производной от переходной функции и в нашем случае равна:
Построим полученную функцию аналитическим способом в среде LabVIEW и сравним с графиками, которые строятся в LabVIEW при помощи встроенных операторов.
Как видно из графиков на рис.2, функции, полученные аналитически, и функции, полученные с помощью средств LabVIEW, полностью совпадают, т.к. их графики накладываются друг на друга.
4. Передаточная функция замкнутой системы
Передаточная функция замкнутой системы по каналу возмущения:
Согласно теореме о конечном значении переходного процесса для ступенчатого воздействия:
Согласно теореме о начальном значении переходного процесса для ступенчатого воздействия:
Проверим полученную передаточную функцию с функцией в Labview:
Как видим, передаточные функции полностью совпали, следовательно, аналитический метод решения правильный.
5. Переходная характеристика замкнутой системы
Как видим система имеет колебательный вид. Уменьшим коэффициент дифференцирования до 0.
Уменьшив коэффициент дифференцирования получили более плавный переходный процесс с меньшим перерегулированием.
6. Оценка качества переходного процесса
Оценку качества переходного процесса проведем с помощью прямых оценок качества, к которым относятся:
1) Максимальное динамическое отклонение наибольшее отклонение регулируемой переменной от ее заданного значения в переходном процессе.
2) Степень затухания ш - отношение разности двух соседних амплитуд колебаний, направленных по одну сторону от линии установившегося значения, к большей из них:
3) Время регулирования - промежуток времени от момента внесения возмущающего воздействия до момента, начиная с которого отклонение регулируемой величины от установившегося значения становится и остается меньше заданного значения .
По полученной в предыдущем пункте переходной характеристике находим:
Вывод: При наличии коэффициента дифференцирования на выходе системы получаем возрастающие колебания, что опасно для системы.
7. Частотные характеристики объекта управления
Амплитудно-частотная характеристика АЧХ показывает, во сколько раз амплитуда синусоидального выходного сигнала больше амплитуды сигнала на входе системы в зависимости от частоты.
Фазово-частотная характеристика ФЧХ показывает изменение фазы выходного синусоидального сигнала в зависимости от частоты синусоидального сигнала на входе.
Найдем аналитически АФЧХ из передаточной функции с помощью формальной замены комплексной переменной .
Передаточная функция объекта управления после замены имеет вид:
Так как графики совпали, значит, аналитический метод вычисления оказался верным.
8. Сравнение частотных характеристик объекта управления и замкнутой системы
Составим программу для замкнутой системы:
Критерий устойчивости Найквиста - один из способов судить об устойчивости замкнутой системы по амплитуда - фазовой частотной характеристике ее разомкнутого состояния. Является одним из частотных критериев устойчивости. Передаточная функция разомкнутой системы:
Напишем программу для проверки устойчивости системы по критерию Найквиста:
АФЧХ разомкнутой системы не охватывает точку {-1;j0} на комплексной плоскости. Следовательно, замкнутая система устойчива.
1. В результате данной работы были определены:
- Переходная характеристика ОУ и ЗС;
- Частотные характеристики ОУ и ЗС.
- Максимальное динамическое отклонение ?? = 0.1;
3. Система устойчива по критерию Найквиста.
4. Для работы были построены все необходимые графики в среде LabVIEW.
1. LabVIEW для изучающих теорию автоматического управления/ В.Г. Васильев; Тверь, 2012.
Аналитический расчет переходной и импульсной характеристик объекта автоматического управления. Передаточная функция и переходная характеристика замкнутой системы. Начальное и конечное значение, оценка качества переходного процесса замкнутой системы. курсовая работа [1021,0 K], добавлен 06.06.2016
Расчет параметров, оценка показателей качества регулирования и моделирование системы автоматического управления для лентопроводящей системы многокрасочной печатной машины. Значение эквивалентной постоянной времени. Передаточная функция замкнутой системы. курсовая работа [4,4 M], добавлен 26.05.2015
Теория автоматического управления. Передаточная функция системы по ее структурной схеме. Структурная схема и передаточная функция непрерывной САР. Устойчивость системы. Исследование переходного процесса. Расчет и построение частотных характеристик. курсовая работа [732,4 K], добавлен 14.03.2009
Поведение идентификации термического объекта исследования, компьютерного моделирования объекта по полученной математической модели. Расчет переходных характеристик замкнутой системы автоматического управления, а также анализ ее устойчивости и качества. дипломная работа [1,8 M], добавлен 17.09.2011
Структурная схема САУ: Передаточная функция разомкнутой системы; передаточная функция замкнутой системы; передаточная функция ошибки; дифференциальное уравнение замкнутой системы; характеристическое уравнение замкнутой системы; уравнение ошибки. курсовая работа [218,7 K], добавлен 21.11.2007
Математические процессы, происходящие в системах автоматического управления. Определение передаточных функций разомкнутой и замкнутой систем, критерии устойчивости. Физический смысл логарифмических асимптотических амплитудных частотных характеристик. курсовая работа [2,3 M], добавлен 12.05.2014
Элементы структурной схемы. Передаточная функция параллельного–согласованного, параллельного-встречного и последовательного соединений. Преобразование структурных схем. Передаточная функция замкнутой системы. Прямые и обратные связи, узлы разветвления. реферат [52,4 K], добавлен 15.08.2009
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
Исследование систем автоматического управления в среде LabView курсовая работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Заполненный Дневник Практики Младшего Воспитателя
Реферат по теме Радиоактивные излучения как источник информации о предприятиях атомной промышленности и их продукции
Реферат по теме Решение геоэкологических проблем с помощью нестандартных геофизических методов
Дипломная работа по теме Миссия и корпоративная культура в российской организации
Литература 11 Класс Итоговое Сочинение 2022
Курсовая работа по теме Методы административного права
Реферат по теме Архитектура Древней Греции
Развитие Творчества У Детей Дошкольного Возраста Курсовая
Контрольная работа по теме Механизм фашистской диктатуры
Входящая Контрольная Работа По Алгебре 7 Класс
Курсовая Работа На Тему Организация Свободного Времени Как Фактор Развития Персонала
Концепции прав человека, их нормативное закрепление в эпоху буржуазных рево-люций
Курсовая работа по теме Образ злого гения и последствия его злодеяний в романе Патрика Зюскинда 'Парфюмер'
Почему Роман Назван Капитанская Дочка Сочинение
Реферат: Организация работы женской консультации. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Сенат: эволюция правового статуса и компетенция
Курсовая работа: Техническое задание на создание автоматизированных систем
Темы Дипломных Работ По Психологии Образования
Реферат по теме Государственный бюджет, бюджетная система
Методика Исследования Курсовой Работы
Договор займа и кредитный договор: сравнительно-правовой анализ в соответствии с российским законодательством - Государство и право дипломная работа
Гражданско-правовая защита чести, достоинства и деловой репутации - Государство и право курсовая работа
План интегрированного урока "В битвах за честь и славу" (Средневековое рыцарство: история и культура) - Педагогика разработка урока