Исследования системы автоматического управления в среде LabVIEW - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Исследования системы автоматического управления в среде LabVIEW

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.


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.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"
«Инструментальные программные системы»
«Исследования системы автоматического управления в среде LabVIEW»
1. Переходная и импульсная характеристики объекта управления
2. Передаточная функция замкнутой системы. Начальное и конечное значение переходного процесса
3. Переходная характеристика замкнутой системы
4. Оценка качества переходного процесса
5. Частотные характеристики объекта управления
6. Сравнение частотных характеристик объекта управления и замкнутой системы
1. Для заданного объекта управления рассчитайте аналитически его переходную и импульсную характеристики. Сравните полученный результат c расчетом, выполненным численным методом в LabVIEW.
2. Вычислите передаточную функцию замкнутой системы. 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).
1. Переходная и импульсная характеристики объекта управления
Переходная функция h(t) представляет собой реакцию звена на единичное ступенчатое воздействие, а функция веса w(t) на единичный импульс соответственно.
Объект управления представлен тремя последовательно соединенными звеньями.
Первое и второе звено представляют собой апериодическое звено первого порядка, дифференциальное уравнение которого имеет вид:
x(t)-входная величина, y(t)-выходная величина, T-постоянная времени, k-коэффициент передачи.
В операторной форме уравнение имеет следующий вид (при ):
Третье звено представляет собой звено запаздывания, передаточная функция которого имеет следующий вид:
Передаточная функция объекта управления будет представлена произведением этих звеньев:
Так как звено запаздывания не вызывает искажения выходной величины, а воспроизводит ее с некоторым запаздыванием, при расчете переходной и весовой характеристики оно учитываться не будет.
Переходную характеристику ОУ можно найти, умножив передаточную функцию на единичное ступенчатое воздействие, которое в операторной форме имеет вид 1/s:
Составим и решим систему уравнений:
Найдём оригиналы данных изображений по таблице преобразований Лапласа:
Аналогично найдем импульсную характеристику w(t):
Составим и решим систему уравнений:
Найдём оригиналы данных изображений по таблице преобразований Лапласа:
Построим графики данных функций в среде LabVIEWи сравним их с графиками, которые получаются в результате построения при помощи встроенных операторов:
Рис. 1 Лицевая панель программы «Переходная и импульсная характеристики объекта управления»
Рис. 2 Блок-диаграмма программы «Переходная и импульсная характеристики объекта управления».
2. Передаточная функция замкнутой системы. Начальное и конечное значение переходного процесса
где Wo(s)-ПФ объекта, Wp(s)-ПФ регулятора, Wf(p)- ПФ по возмущающему воздействию f(t).
В нашем случае задающее воздействие g(t) отсутствует, поэтому передаточная функция будет выглядеть следующим образом:
Теоремы о начальном и конечном значении (предельные теоремы).
Поскольку данная система представляет собой систему стабилизации, а задающее воздействие g(t)=0, начальное и конечное значение переходного процесса будут равны 0 соответственно, убедимся в этом с помощью предельных теорем:
Согласно теореме о конечном значении:
При условии, что y(t) при t>? имеет конечное значение. Для единичного ступенчатого воздействия F(s) = 1/s, а значит:
автоматическое управление замкнутая система
Конечное значение переходного процесса:
Начальное значение переходного процесса:
3. Переходная характеристика замкнутой системы
Составим программу в среде LabVIEW:
Рис. 3 Лицевая панель программы «Переходная характеристика замкнутой системы»
Рис.4 Блок-диаграмма программы «Переходная характеристика замкнутой системы»
4. Оценка качества переходного процесса
При помощи прямых оценок качества оценим качество переходного процесса:
3) Время регулирования составляет 26 сек.
Перерегулированиерегулятор требует перенастройки.
При увеличении пропорциональной составляющей регулятора время переходного процесса и перерегулирования уменьшаются, например:
При коэффициенте пропорциональности К=3.1: tп.п=19 сек,
5. 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.
АЧХ является четной функцией, а ФЧХ - нечетной. Двумя названными частотными характеристиками описываются установившиеся вынужденные колебания на выходе системы, вызванные гармоническим воздействием на входе.
Найдём аналитически частотные характеристики из передаточной функции с помощью формальной замены комплексной переменной
Звено запаздывания не оказывает влияния на АЧХ, но вызывает сдвиг по фазе на величину щф:
Составим программу для отображения частотных характеристик ОУ:
Рис.5 Лицевая панель программы “Частотные характеристики ОУ”
Рис.6 Блок-диаграмма программы “Частотные характеристики ОУ”
6. Сравнение частотных характеристик ОУ и замкнутой САР
Составим программу для сравнения АЧХ и ФЧХ объекта управления и замкнутой системы.
Рис.7 Лицевая панель программы “Частотные характеристики замкнутой системы”
Рис.8 Блок-диаграмма программы “Частотные характеристики замкнутой системы”
Оценим устойчивость замкнутой системы при помощи критерия устойчивости Найквиста. Критерий устойчивости Найквиста позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по АФЧХ разомкнутой.
Составим программу для построения годографа АФЧХ:
Рис.9 Лицевая панель программы “Критерий устойчивости Найквиста”
Рис.10 Блок-диаграмма программы “Критерий устойчивости Найквиста”
Годограф АФЧХ не охватывает точку (-1; 0j), => система устойчива.
Объект включает в себя звено запаздывания, из-за которого возникают трудности при расчете передаточной и импульсной характеристики объекта, потому что ПФ этого звена является не полиномом, а трансцендентной функцией с множеством решений. Так же звено запаздывания негативно влияет на фазу и отрицательно сказывается на устойчивости замкнутой системы. Тем не менее, при заданных параметрах регулятора и объекта управления система остается устойчива. При составлении программы для построения частотных характеристик удобно пользоваться разложением передаточной функции звена транспортного запаздывания в ряд Боде.
1. LabVIEW для изучающих теорию автоматического управления/ В.Г. Васильев; Тверь, 2012.
3. Суранов А.Я. - «LabVIEW 7. Справочник по функциям»; Москва, 2005
4. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов по спец. «Автоматика и телемеханика». В 2-х ч. Ч. II. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления. / А. А. Воронов, Д. П. Ким, В. М. Лохин и др.; Под ред. А. А. Воронова.-- 2-е изд., перераб. и доп. -- М.: Высш. шк., 1986.-- 504 с.
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. курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.05.2014
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
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
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
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
Исследование системы автоматического управления при помощи программного обеспечения MATLAB и пакета Simulink. Изучение замкнутой системы согласно критериям устойчивости Гурвица, Михайлова и Найквиста. Реализация модели "жесткого" спутника Земли. методичка [911,6 K], добавлен 10.10.2010
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



Исследования системы автоматического управления в среде LabVIEW курсовая работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Сочинение На Тему Веселый День Рождения
Курсовая работа по теме Традиционные семейные ценности как фактор обеспечения национальной безопасности РФ
Реферат по теме Применение векселя в условиях кризиса неплатежей
Доклад: Володушка козлецоволистная
Сочинение На Тему На Благо России
Дипломная работа по теме Применение милицией административной ответственности по ст. 20.21 КоАП РФ
Дипломная Работа Дистанционное Обучение По Физической Культуре
Сочинения Егэ 100 Баллов
Аргумент Для Итогового Сочинения Олеся
Дипломная работа по теме Прекращение жилищных правоотношений
Реферат по теме Внешняя политика и решение глобальных проблем современности
Курсовая работа: Роль аллюзий на роман Иоганна Вольфганга Гёте "Страдания юного Вертера" в повести Ульриха Пленцдорфа "Новые страдания юного В.". Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Тарифное регулирование деятельности естественных монополий городского хозяйства
Реферат: Розничная купля-продажа
Платон Собрание Сочинений В 4 Томах
Реферат: Проблемы психологии управления коллективом. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Закон о сельскохозяйственном налоге 1953 г.
Сочинение Сказка О Суффиксе Щик
Контрольная Работа По Геометрии 10 Класс
Контрольная Работа Законы Сохранения 9
Монография К. Валишевского "Сын Великой Екатерины. Павел I" - История и исторические личности реферат
Репортаж в современной газете: проблематика, функции и виды (на материалах газет "Правда Востока" и "Новые известия" за 2004-2006 гг.) - Журналистика, издательское дело и СМИ курсовая работа
Анализ эффективности системы управления предприятием - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа