Анализ и синтез линейных систем автоматического регулирования по заданным показателям качества

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 11 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет
имени Каныша Сатпаева

Кафедра электропривод и автоматизация технологических
комплексов

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

Тема: Анализ и синтез линейных систем автоматического регулирования по
заданным показателям качества.

Руководитель:
___________________________
должность, уч.степень и звание
Т.С. Малдыбаева И.О.Ф.

___ ________________ 2003 г.

Нормоконтролёр:
А.О. Бердибеков И.О.Ф.
___
________________ 2003 г.
Студент:

Копбаев Е. Ф.И.О.
Специальность:
3308
Группа: АЭП-00-1

Алматы 2003

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахский национальный технический университет
имени Каныша Сатпаева

Институт автоматики и управления

Специальность электропривод и автоматизация технологических
комплексов

Кафедра электропривод и автоматизация технологических комплексов

УТВЕРЖДАЮ

Зав.
кафедрой

И.О.Ф.

2003 г.

ЗАДАНИЕ

НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Студенту Копбаев Е Ф.И.О.

Тема проекта. Анализ и синтез линейных систем автоматического
регулирования по заданным показателям качества.
Утверждена приказом по вузу № от
Срок сдачи законченного проекта
Исходные данные к проекту критерий устойчивости Гурвица и
Михайлова.
Содержание расчетно-пояснительной записки:

Введение

2. 1 Составление структурной схемы исходной системы.
2 Оценка устойчивости исходной САР по критериям устойчивости.
3 Построение переходного процесса САР при ступенчатом возмущении на входе с
использованием операторного метода.
4 Определение показателей качества исходной системы.
5 Выбора метода улучшения динамических свойств исследуемой системы.
6 Построение ЛАЧХ исходной системы и корректирующего устройства.
7 Составление структурной схемы скорректированной САР и определение её
передаточной функции
8 Расчет и построение переходного процесса скорректированной САР по
вещественным частотным характеристикам.
Заключение.
Перечень графического материала:
Схема системы СМУ-ДПТ
Структурная схема исходной САР
Годограф
Переходный процесс
Построение ЛАЧХ
Построение ВЧХ
Разбиение ВЧХ на типовые трапеции, вписывающимися в основной контур ВЧХ и
прилежащим к оси ординат
Структурная схема скорректированной САР
Построение переходного процесса

Дата выдачи задания 19.03.03

Заведующий кафедрой М.А.Нурлыбаев

Руководитель проекта: Малдыбаева.Т.С

Задание принял к исполнению студент: Абдыкалыков.Г.Е

Дата

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе произведен динамический расчет типовой системы
электропривода, выполненного по схеме силовой магнитный усилитель-
двигатель постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения (СМУ-ДПТ),
которая приведена на рисунке 1(лист1).
Данная работа состоит из разделов.
Первый раздел посвящается анализу исходной системы и включает в себя
следующие подразделы:
- составление структурной схемы исходной системы;
- оценка устойчивости исходной САР по критериям устойчивости;
- построение переходного процесса САР при ступенчатом возмущении на входе с
использованием операторного метода и определение показателей качества
исходной системы.
Второй раздел посвящён синтезу САР, отвечающий требуемым показателям
качества регулирования и включает в себя следующие подразделы:
- обоснование выбора метода улучшения динамических свойств исследуемой
системы;
- построение ЛАЧХ исходной системы;
- обоснование формы, расчет и построение ЛАЧХ желаемой системы;
- построение ЛАЧХ корректирующего устройства и определение его
передаточной функции;
- составление структурной схемы скорректированной САР и определение её
передаточной функции;
- получение аналитического выражения для ВЧХ скорректированной САР,
расчет и построение ВЧХ;
- разбиение ВЧХ на типовые трапеции, вписывающимися в основной контур
ВЧХ и прилежащим к оси ординат, определение параметров трапеций;
- нахождение с помощью таблиц h-функций для каждой трапеции,
характеризуемой определенным значением коэффициента наклона,
нормированного переходного процесса и расчет нормированных процессов в
натуральный масштаб;
- графическое построение составляющих переходного процесса, получение
общего результирующего процесса и определение качества скорректированной
системы.

1 АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ САР

1 Составление структурной схемы исходной системы

В данной работе СМУ и ДПТ аппроксимированы инерционными звеньями второго
порядка, а ТГ-безинерционным звеном. Структурная схема исходной системы
дана на рисунке2 (лист2).

2 Оценка устойчивости исходной САР

Определив структурную схему исходной системы необходимо произвести
оценку устойчивости по критерию Гурвица и критерию Михайлова [3 стр.185-
189].
Прежде чем использовать эти критерии необходимо определить
характеристическое уравнение исходной системы. Для этого, используя
правила преобразования структурных схем [1стр.9] необходимо получить
передаточную функцию замкнутой исходной системы и получить её операторное
выражение в виде

(1)
Передаточная функция исходной системы имеет вид:

(2)

Прировняв знаменатель передаточной функции к нулю, получим
характеристическое уравнение.
(3)
все коэффициенты характеристического уравнения положительны, т.е.
необходимое условие выполняется. Составим таблицу – схему Гурвица

0.00093120.192 0 0
0.00001150.02136 51.8 0
0 0.00093120.192 0
0 0.00001150.02136 51.8

Система неустойчива, т.к. согласно критерию Гурвица для устойчивости
системы необходимо и достаточно, чтобы все коэффициенты были
положительны.

Принимаем

Для четвертого порядка достаточно

Исследуем систему на устойчивость, используя критерий Михайлова.
Вновь записываем характеристическое уравнение

Производим замену и переписываем уравнение

Выделяем мнимую и вещественную часть, строим годограф.

Таблица 1-Расчетные данные для построения годографа

0 2 4 6 8 10 15 20 25 30
36.38 34.23 27.86 12.4 -0.53 -7.184-9.244-11.83-3.84
0 -1.019-19.024-26.21-23 -16 -9.9 -2.21 -1.09

Система неустойчива, так как годограф рисунок 3 не охватывает точку
(-1; 0).

3 Операторный метод построения переходного процесса САР
Для построения переходного процесса воспользуемся второй теоремой
разложения Карсона-Хевисайда [3стр.216].

(5)

Для построения переходного процесса операторным методом необходимо:
1 Определить передаточную функцию системы и привести её к виду (1);
2 Найти производную знаменателя выражения (1);
3 Вычислить корни выражения (3);
4 Вычислить выражение (5) при подстановке в него всех корней
характеристического уравнения и при изменении от нуля до .
(6)

Подготовка

Для этого необходимо определить корни характеристического уравнения с
использованием метода итераций [2 стр.59-61]. Прировняв знаменатель
передаточной функции к нулю, получим характеристическое уравнение.

Корни полученных уравнений

Вычисляем

Подставляя полученные корни в выражение (5), Произведя все необходимые
преобразования получим:
(6)

Далее, подставляя в выражение (6) различные значения t, можно построить
переходной процесс рисунок 4.

Таблица 2- Расчетные данные для построения ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.