Автоматты реттеу жүйесін талдау мен синтездеу

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қaзaқстaн Республикaсының Білім және Ғылым министpлiгi

М.Қoзыбaев aтындaғы Сoлтүстiк Қaзaқстaн мемлекеттiк унивеpситетi

Инженерлік және сандық технологиялар факультеті

Энергетика және радиоэлектроника кафедрасы

Автоматика негіздері пәні бойынша

Курстық жұмыс

Тақырыбы:Автоматты реттеу жүйесін талдау мен синтездеу

Орындаған: Баембаев А.Х

Жетекші: Айтулина А.М

Петропавл 2020

М. Қозыбаев атындағы Солтүстік Қазақстан университеті
Инженерлік және сандық технологиялар факультеті
Энергетика және радиоэлектроника кафедрасы
Курстық жұмыс жобалау бойынша
тапсырманың №3

Тобының оқушысы: ЭЭ-19К Мамандығы:Электр энергетикасы
Аты-жөнi: Баембаев Асет Ханатович
Жұмыстың жобаның жетекшiсi: Айтулина Айжан Мингожановна
Жобалаудың мерзiмi: 26.01.2021 бастап 13.04.2021 дейiн
1. Курстық жобаның тақырыбы: Автоматтық реттеу
2. Жұмыс жобаның мазмұны (қандай графикалық жұмыстар мен есептер орыдалуы қажет):
Кіріспе.
1. Автоматты басқару жүйесінің режимдерін зерттеу
2. Жабық жүйелердің берілу функциясын анықтау
3. Жиілік сипаттамаларын зерттеу
4. АБЖ-ның уақытша сипаттамалары
5. АБЖ тұрақтылығын зерттеу
Қорытынды
3. Курстық жұмыстың жобаның орындалу жоспары

Жоба жұмысы элементтерiнiң атауы
Мерзiмi
Ескерту
Орындалу туралы белгiлер
1.Кіріспе
26.01.2021

2. Автоматты басқару жүйесінің режимдерін зерттеу
2.02.2021

2.1 Жабық жүйелердің берілу функциясын анықтау
9.02.2021

3.Бір жолақты сигналдарды қалыптастыру
16.02.2021

4.Бір жолақты сигналды қалыптастырудың сүзгі әдісі
23.02.2021

5.Фазокомпенсациялық әдіс.
2.03.2021

6. АБЖ тұрақтылығын зерттеу
9.03.2021

7.Қорытынды
30.03.2021

8.Пайдаланылған әдебиеттер
6.04.2021

Курстық жұмыс жоба аяқталды ______ _________ 20_____ ж.
Жұмыс жобаның бағасы_____________________________ ___________________
Тапсырманы қабылдаған оқушы ______________ ______ _________ 20_____ ж.
Жетекшi ____________ ______ _________ 20_____ж.
Бекiтемiн: кафедра меңгерушiсi ______________ ______ _________ 20_____

МАЗМҰНЫ
Кіріспе 4
1 Автоматтандырылған басқару жүйесінің режимдерін зерттеу 6
1.1 Тұйық жүйенің трансфер функциясын анықтау 6
1.2 Логарифмдік амплитудалық жиілік сипаттамаларын құру. 7
1.3 Логарифмдік фазалық жиілік сипаттамасын құру 9
1.4 АБЖ-ның уақыт сипаттамалары 9
2 AБЖ тұрақтылығын зерттеу. 12
2.1 Раус-Гурвиц тұрақтылық критериі. 13
2.2 Найквист тұрақтылық критериі. 14
Қорытынды 17
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі 20

КІРІСПЕ
Автоматты басқару (АБЖ) жүйелері басқару объектісіндегі жекелеген параметрлерді (температура, қысым, деңгей, Шығыс және т.б.) реттеу үшін қолданылады. Қазіргі заманғы автоматты басқару жүйелерінде (АБЖ) автоматты басқару жүйелері АБЖ ішкі жүйелері болып табылады және олар объектіні немесе процесті басқару кезінде әртүрлі параметрлерді реттеу үшін қолданылады.
Кез-келген автоматты басқару жүйесінің (АБЖ) жұмыс принципі-объектінің жұмысын немесе процестің қажетті режимнен өтуін сипаттайтын реттелетін шамалардың ауытқуларын анықтау және сонымен бірге объектіге немесе процеске осы ауытқуларды жою үшін әсер ету.
Автоматты басқару жүзеге асыру үшін реттелетін объектіге автоматты реттегіш қосылады, ол реттеуші органға басқару әсерін жасайды. Бұл басқару әсерін контроллер сенсормен өлшенетін реттелетін шаманың ағымдағы мәні (температура, қысым, сұйықтық деңгейі және т.б.) мен оның орнатушы орнатқан қажетті мәні арасындағы айырмашылыққа байланысты шығарады. Реттелетін объект пен автоматты реттегіш бірге автоматты басқару жүйесін құрайды.

АБЖ-ның негізгі белгісі-негізгі кері байланыстың болуы, ол арқылы реттеуші реттелетін параметрдің мәнін басқарады.

1 Автоматтандырылған басқару жүйесінің режимдерін зерттеу

Тұйық жүйенің трансфер функциясын анықтау

Сурет 1.1 - Температураны реттеу жүйесінің функционалды схемасы

1-суретте келесі белгілер көрсетілген:
РО - реттелетін объект;
РБ - реттеуші бөлім;
Р - редуктор;
Қ - қозғалтқыш;
К- күшейткіш;
СЭ - сезімтал элемент;
UТ-тірек кернеуі;
U1 - қозғалтқыштың кіріс кернеуі;
UӨ - өлшенген кернеу
U - кернеу ауытқуы;
1 - қозғалтқыш валының айналу бұрышы;
2 - редуктивтік валының айналу бұрышы;
t1- басқару объектісінің кірісіндегі температура;
t2 - басқаруобъектісініңшығуындағы температура.

Кесте 1 - Температураны реттеу жүйесі үшін параметрлер мәні
№
k1
k2(С[о]рад)
k3(радВ)
k4
k5(ВС[о])
Т1(с)
Т2(с)
UӨ(В)
3
3
3
4
2
0,015
0,6
0.8
20
К күшейткішінің теңдеуі:

U1 = k4 ∙U (1.1)

2. Қ+Р қозғалтқыш пен редуктордың теңдеуі:

(1 + T2p) ∙p2 = k3U1 (1.2)
3. РБ реттеуші бөлімінің теңдеуі:

t1 = k22 (1.3)

4. РО реттелетін обьектінің теңдеуі:

(1 + T1p)t2 = k1t1p, (1.4)

мұндағыT1 - РО реттелетін обьектінің уақыт константасы;k1 - өткізгіштік коэффициент.
5. СЭ сезімтал элементінің теңдеуі:

UӨ = k5 ∙t2 (1.5)

W1(p) =U1∆U=K4∙∆U∆U=K4=2 (1.6)

W2(p)=K3(1+T2p)p=40,8р2+p
(1.7)
W3(p)=t1φ2=K2∙φ2φ2=K2= 3 (1.8)

W4(p) =t2t1=K1∙t1∙t2∙p(T1∙p+1)∙t2∙t1=K1∙p T1∙p+1=3∙p0,6∙p+1 (1.9)

W5(p) =UӨt2=K5∙t2t2=K5=0,015 (1.10)
Осы жүйеде (1.1-сурет) кері байланыс бар болғандықтан, жалпы трансфер функциясы келесідей есептеледі:

WЖ=W1∙W2∙W3∙W41+W1∙W2∙W3∙W4∙W5=1800 12p2+35р+52=34,6 0,23р2+0,67р+1 (1.11)

Бөлгіште + белгісі теріс кері байланысқа сәйкес келеді.
Әлсіреу коэффициентініңмәніне қарай бөлік тербелмелі(0ξ1), консервативті (ξ =0) және екінші ретті апериодты (ξ =1)бола алады.

ξ=Т22Т1,

ξ=0,670,46= 1,39 екінші ретті апериодты, себебі 0ξ1

1.2 Логарифмдік амплитудалық жиілік сипаттамаларын құру

Жиіліктік сипаттамалар кірістегі гармоникалық әсерден туындаған бөліктің шығуындағы тұрақты күйдегі мәжбүрлі тербелістерді сипаттайды.Тұрақты жүйелерде гармоникалық әрекеттермен, өтпелі процестің аяқталуынан кейін, шығыс мәні гармоникалық заң бойынша да өзгереді,бірақ амплитудасы мен фазасы өзгеше болады. Демек, амплитудалық жиілік сипаттамасы амплитудалардың арақатынасының өзгеруін көрсетеді,ал фазалық жиілік сипаттамасы - кіріс гармоникалық әсерінің жиілігіне байланысты кіріс жиілігіне қатысты шығыс мәнінің фазалық жылжуы болып табылады.
Тербелмелі бөліктің асимптоталық логарифмдік амплитудалық жиілік сипаттамасы (ЛАЖС) мына түрге ие:

20lgk, егерωω1
20 lgk-40lgT1ω, егер ω= ω1,
(1.12)

20lgk, егерωω1
20 lgk-40lgT1ω, егер ω= ω1,
(1.12)
L(ω) ≈

Мұндағы ω1=1T1, ω1 - біріктірілген жиілік, асимптоталардың түйісу нүктесі. Бірінші асимптота, егерωω1орындалса, жиілік осіне параллель болып табылады, ал екіншісі, егерω= ω1 орындалса, 40 дБдекбұрышқа ие.
Бірінші асимптотаның бастапқы нүктесін табайық: 20lgk=20lg0,5= - 13.86. Біріктірілген жиілікω1=1T1=120=0,05; lg(ω1)=-1,30.Осылайша, -14 нүктесінен бірінші, жиілік осіне параллель тік асимптота жүргіземіз.ω1=-1,17нүктесінде логарифмдік сипаттамалар үзіледі, содан кейін -40 дБдек бұрышпен екінші асимптота басталады (сурет1.2).Абсциссада тікелей lg ωнемесе жиіліктің мәндері ωкөрсетіледі. Бірінші жағдайда lg ω индексі жиіліктің 10 есе өзгеруіне сәйкес келетін ондық болып табылады.Ординат осінде сигнал қуатыныңкоэффициенті ондық логарифмде белгіленеді, оның өлшем бірлігі децибел болып табылады.

Сурет 1.2 - Тербелмелі бөліктің амплитудалық жиілік сипаттамасы.
1.3 Логарифмдік фазалық жиілік сипаттамасын құру

Тербелмелі бөліктің логарифмдік фазалық жиілік сипаттамасы (ЛФЖС) 0 мен - PI аралығында монотонды өзгереді және келесі формула арқылы анықталады:
φ(ω)=
φ(ω)=
(1.13)

ЛФЖС,ω--0болғанда,асимптота бойыменжиілік осіне ұмтылады, ал ω--infinityболғанда - φ = - PI-ге.
Сипаттаманы (сурет 1.3) салу үшін кесте 2 қолданамыз, бұл кестеде ω жиіліктің мәндері жазылған және формула (1.13) арқылы φ фазаның сәйкес мәндерін табамыз. Сонымен қатар уақыт константаларыөзгеріссіз қалады, яғниТ1=20, Т2=0,4.
ω
10
20
22
24
30
lg ω
1
2
3
4
5
φ(ω)(-)
-3,121
-3,129
-3,134
-3.138
-3.144

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.