Курсовая Работа По Тау 3 Курс
Курсовая Работа По Тау 3 Курс
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Теория автоматического управления
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
САУ любой сложности состоит из объекта управления и одного илинескольких
контуров управления, каждый из которых имеет в своем составефизические
элементы, выполняющие определенные функции: измерения,преобразования, усиления
сигналов, выработки определенных законовуправления или регулирования,
осуществления силовых воздействий с целью изменения состояния объекта,
осуществления обратных связей и т.д.
Исходными материалами курсовой работы являются функциональная схема
базовой САУ (рис. 1) и математические модели звеньев соответствующей
структурной (алгоритмической) схемы.
ОУ - объект управления, состоящий из двигателя постоянного тока (ДПТ) с
независимым возбуждением. Влияние собственно нагрузки Н отражается воздействием
момента сопротивления и момента инерции нагрузки Н на валу двигателя; ИП -
измерительный преобразователь; У - усилитель постоянного тока, - задаваемый
угол - отрабатываемый угол.
При выполнении курсовой работы можно воспользоваться приведенной на
(рис.2) схемой замещения ДПТ, в которой учитывается как обратная связь по
скорости , так и возмущающее воздействие .
Изменение момента инерции нагрузки, приведенное к валу двигателя:
Изменение момента сопротивления, приведенное валу двигателя:
Составим структурную схему (рис. 3) с входом по задающему воздействиюи
выходом по регулируемой координате при [4]:
Найдем передаточную функцию разомкнутой структурной схемы:
Составим структурную схему (рис. 4) с входом по основному возмущению и
выходом по регулируемой координате при :
Рисунок 4. Структурная схема по входу М с при
Найдем передаточную функцию структурной схемы по входу. В итоге получим
следующее выражение:
Определим статический коэффициент передачи , обеспечивающий устойчивость
структуры, и соответствующую ему статическую погрешность в номинальном
режиме.[1]
Чтобы найти частоту, приравняем к нулю мнимую часть:
Подставим найденное значение вприравняем к нулю, найдем
Дальнейший анализ системы до коррекции проводится при (3) Далее найдем
ошибку в установившемся режиме. Для этого воспользуемся тем, что:
Статическая погрешность в номинальном режиме равна:
Построим переходную функцию по входу при(3).
Рисунок 5. Переходная характеристика до коррекции
По графику переходной функции (рис. 5) определяем прямые показатели
качества:
Длительность переходного процесса при 5% погрешности: с.
Структурная схема до коррекции с k = 0,9представлена в приложении на (рис. 12).
Структурная схема и переходная функция по при k=>представлена в приложении на (рис. 13) и (рис. 14)
соответственно. По кривой разгона видно, что система является не устойчивой,
также это видно по запасу устойчивости на (рис. 10). [5]
Структурная схема и переходная функция по при k = 1 K gr =3.2444
ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой структуры системы приk = 1 <представлена на (рис. 8).
Рисунок 8. ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы с k = 1 < K gr = 3.2444
Корни характеристического уравнения замкнутой структуры при
значениях параметра:, (рис. 9)
Рисунок 9. Корневой годограф, показывающий расположение
корней K gr =3.2444(черным)
и K N = 9.7333(белым) характеристического
уравнения на комплексной плоскости
Рисунок 10. Запас устойчивости по амплитуде и по фазе САУ при
k = K N = 9.7333
Чем больше К, тем меньше ошибка в установившемся режиме, т.е. точнее
система. Для уменьшения ошибки надо увеличивать К, но увеличивать К мешают
требования по устойчивости. [3]
По условию работы нам нужно обеспечить статическую погрешность при
Найдем коэффициент, соответствующий данной погрешности
Выбором обеспечим статическую погрешность и необходимую длительность
переходного процесса введением корректирующих звеньев методом корневого
годографа.
При синтезе систем путем введения корректирующих звеньев методом
корневого годографа используют следующие виды корректирующих звеньев:
дифференциальное, интегральное и интегро-дифференцирующее. На систему оказывают
большее влияние корни, лежащие ближе к мнимой оси, и мы пытаемся при помощи
корректирующих звеньев избавиться от этих корней или отодвинуть их от мнимой
оси.
Дифференцирующее звено позволяет улучшить динамику переходного процесса.
При интегральной коррекции для увеличения К вводится диполь. Диполем назовем
нуль и полюс близко расположенные друг к другу и около начала координат.
Интегральная коррекция позволяет путем введения диполя увеличить коэффициент
усиления и, следовательно, уменьшить погрешность. Интегро-дифференцирующая
коррекция включает в себя свойства дифференциальной и интегральной коррекции.
Вводя дифференциальную цепочку, мы обеспечиваем динамику переходного процесса,
а затем, вводя интегральную цепочку, т.е. вводя в систему диполь, мы
обеспечиваем необходимое значение коэффициента усиления, т.е. точность системы.
Путем коррекции нам необходимо обеспечить:,
- статический коэффициент передачи, определяемый погрешностью 0,3ε
в номинальном режиме;
- затухание - отношение действительной части доминирующего корня
характеристического уравнения замкнутой структуры к его мнимой части;
Определим зависимостьот времени регулирования и относительно
перерегулирования , т. е.
Наметим положение определяющего полюса S, т. е.полюса передаточной
функции(5), который приблизительно эквивалентен передаточной функции
скорректированной системы на основании заданных показателей качества. При этом используя соотношения (6), получим:
Следовательно, доминирующим корнем будет
Выбор в качестве доминирующего корня преследует две цели: обеспечить
заданное перерегулирование σ% и заданную длительность переходного
процесса.
Возьмем передаточную функцию разомкнутой исходной системы (1) и найдем
полюса:
Наносим на комплексную плоскость(рис. 11)доминирующий корень и полюса системы .
Рисунок 11. Доминирующий корень S и полюса системы
Следовательно, точка S не
может принадлежать траектории корней исходной нескорректированной системы.
Введем еще дополнительный полюс так,
чтобы корень S находился
на траектории корней скорректированной системы. Уравнение фаз в S можно записать так:
Из треугольника легко определить координату полюса :
1 - перпендикуляр, опущенный на действительную ось
Теперь необходимо последовательно ввести опережающее (дифференцирующее)
звено с передаточной функцией:
Соответствующий этому значению С коэффициент усиления:
Коэффициент усиления равен 0,0044, что много меньше Kn Для того, чтобы повысить коэффициент
усиления вводится интегральное корректирующее звено, создающее в плоскости
корней дипольную пару.
Найдем полюс из условий заданного коэффициента усиления K N :
Передаточная функция интегрального корректирующего звена:
Передаточная функция скорректированной системы:
Структурная схема и переходная характеристика скорректированной системы
расположены в приложении (рис. 19)и(рис. 20) соответственно
Структурная схема и переходная характеристика скорректированной системы с
возмущающим воздействием момента сопротивления расположены в приложении (рис.
21) и (рис. 22) соответственно.
Длительность переходного процесса, при 5% погрешности
Рисунок 12. Структурная схема САУ с k =0,9 K gr =2.92
Рисунок 13. Структурная схема САУ с k = K N =9.7333>K gr
=3.2444
Рисунок 14. Переходная характеристика САУ при k = K N = 9.7333> K gr = 3.2444
Рисунок 15. Структурная схема САУ с k = 1< K gr = 2.92
Рисунок 16. Переходная характеристика САУ при k = 1 < K gr = 3.2444
Рисунок 17. Структурная система при k = K gr = 3.2444
Рисунок 18. Переходная характеристика при k = K gr = 3.2444
Рисунок 19. Структурная система после коррекции
Рисунок 20. Переходная характеристика системы после коррекции
Рисунок 21. Структурная система после коррекции с возмущающим
воздействием
Рисунок 22. Переходная характеристика системы после коррекции
с возмущающим воздействием
В ходе курсовой работы я познакомился с методом корневого годографа.
Справился с главной задачей и устранил противоречие между требованиями к
системе по устойчивости и требованиям по допустимой статической погрешности.
Приведенные в данной работе расчете показывают, каким мощным орудием является
метод корневого годографа, улучшающий статические и динамические свойства при
помощи ввода интегро-дифференцирующей цепи.
1. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем
автоматического регулирования, издание третье, исправленное. Москва,
издательство «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1995
. Зайцев Г. Ф. Теория автоматического управления и
регулирования. - 2-е изд., перераб. и доп. Киев, Издательство 2004
. Ким Д. П. Теория автоматического управления. Т. 1.
Линейные системы. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 388 с. - ISBN 5-9221-0379-2.
. Кошкин Ю.Н. Основы теории управления. Лекции для
студентов
. Галиев А.Л. Элементы и устройства
автоматизированных систем управления
Главной задачей является устранение противоречия между требованиями к
системе по устойчивости и требованиями по допустимой статической погрешности.
Это достигается методами корневого годографа. Основные этапы выполнения КР:
.1. Составить структурную схему с входами по задающему воздействию основному возмущению и выходом по регулируемой координате .
.2. Составить структурную схему с входом и выходом при . Описать систему в виде передаточной
функции.
.3. Составить структурную схему с входом и выходом , при . Описать систему в виде передаточной
функции.
.4. Определить статический коэффициент передачи , обеспечивающий устойчивость
структуры и соответствующую ему статическую погрешность ε гр =
φ з -
φ в номинальном
режиме.
.5. Построить переходные функции по при , указать прямые показатели качества
этих характеристик, в частности ε гр в установившемся режиме и
длительность переходного процесса.
.5.1. Построить переходные функции по при и , указать прямые показатели качества
этих характеристик.
.5.2. Построить ЛАЧХ и ЛФЧХ эквивалентной разомкнутой структуры при
значениях параметра К из пп.3.5-3.5.1.
.5.3. Найти корни характеристического уравнения замкнутой структуры при
различных значениях параметра К . Отобразить их на комплексной плоскости.
Набор значений параметра К выбрать достаточным для построения корневого
годографа. Значения К=К гр и К=К N -
обязательны.
3.6. Выбором и введением корректирующих звеньев обеспечить статическую
погрешность в номинальном режиме и необходимую длительность
переходного процесса. Выбрать параметры корректирующих звеньев.
Корректировку проводить методом корневого годографа.
3.7. Рассчитать и построить при переходную функцию по , указать ее показатели, в том числе
запасы устойчивости по амплитуде и фазе.
.8. Привести структурную и функциональную схемы после коррекции.
.9. Определить погрешность отработки угла и изменения переходного
процесса в режимах п.п. 2.2 и 2.3.
.10. Привести сравнительную таблицу показателей переходного процесса до и
после коррекции.
Теория автоматического управления . Курсовая работа ...
Курсовая работа по ТАУ
Курсовые работы по ТАУ » Мы с АГНИ
Теория автоматического управления . Файловый архив УГАТУ.
Курсовая работа : Теория автоматического ... - BestReferat.ru
Сочинение На Тему Памятный День Осенних Каникул
Оказание Первой Помощи При Бытовых Травмах Реферат
Общественное Объединение Реферат
Анализ Управленческих Решений Курсовая
База Данных Интернет Магазина Курсовая Работа