Система автоматического регулирования температуры теплоносителя зерносушилки
Реализация корректирующего устройства, обеспечивающего заданные показатели качества системы автоматического управления. Использование метода логарифмических амплитудных частотных характеристик. Построение функциональной схемы скорректированной системы.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.11.2016 |
| Размер файла | 1,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Филиал ФГБОУ ВПО "Самарский государственный технический университет" в г. Сызрани
Кафедра "Кафедра электротехники, информатики и компьютерных технологий"
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: "Теория автоматического управления"
на тему: "Система автоматического регулирования температуры теплоносителя зерносушилки"
Выполнил: студент группы ЭАБ-302
Казаков Н.В.
Проверил: доцент к. т. н.
Будин В.И.
Сызрань - 2014
Содержание
Введение
1. Построение структурной схемы нескорректированной системы
2. Анализ качества исходной системы
2.1 Оценка точности
2.2 Определение устойчивости
2.3 Оценка качества
3. Построение желаемой ЛАЧХ
4. Оценка качества желаемой системы
5. Реализация корректирующего устройства
6. Оценка качества скорректированной системы
6.1 Исследование системы при отсутствии ограничений на выходную координату усилителя мощности (линейный вариант САУ)
6.2 Исследование системы с наличием ограничений на выходную координату усилителя мощности (реальный вариант САУ)
7. Функциональная схема скорректированной системы
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Задача синтеза системы автоматического управления (САУ) заключается в выборе такой ее структуры, параметров, характеристик и способов их реализации, которые при заданных ограничениях наилучшим образом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к системе.
Обычно определенная часть проектируемой системы задана. Она является исходной или нескорректированной САУ. Параметры ее основных функциональных элементов известны. В такой постановке задача проектирования сводится к определению корректирующего устройства, обеспечивающего заданные показатели качества системы.
Наиболее простым, наглядным и хорошо разработанным инженерным методом синтеза САУ является метод логарифмических амплитудных частотных характеристик (ЛАЧХ). Его идея основана на однозначной связи между переходным процессом в системе и ее ЛАЧХ. Исходя из этого, по заданным динамическим показателям и точности сначала строится желаемая ЛАЧХ, а затем путем графического построения осуществляется приближение к ней частотных характеристик исходной системы. В результате такой процедуры определяется ЛАЧХ корректирующего устройства. Корректирующее устройство может включаться в канал управления последовательно или встречно-параллельно. Вид коррекции предопределяет некоторые особенности синтеза, обусловленные методикой получения ЛАЧХ корректирующего устройства.
В настоящее время для целей синтеза систем автоматического управления широко используются вычислительные машины, позволяющие проводить полное или частичное моделирование проектируемой системы.
Проектирование обычно включает в себя ряд следующих задач:
1. Построение структурной схемы нескорректированной системы и определение передаточных функций ее звеньев.
2. Оценка точности и анализ качества исходной системы (запаса устойчивости и быстродействия).
3. Построение желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики.
4. Определение желаемых передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы. Оценка качества желаемой системы.
5. Синтез последовательного корректирующего устройства (регулятора). Реализация корректирующего устройства.
6. Оценка качества скорректированной системы с учетом ограничений выходного сигнала регулятора.
7. Построение и описание функциональной схемы скорректированной системы.
Система автоматического регулирования температуры теплоносителя зерносушилки. На рис. 1 показана схема САР температуры теплоносителя, поступающего в шахтную зерносушилку 1 из камеры смешивания 2, которая является объектом регулирования. В этой камере холодный воздух при температуре иХ смешивается с горячим воздухом температурой иГ. Соотношение горячего и холодного воздуха, а следовательно, и температура воздуха в камере смешивания иС зависят от угла поворота ц заслонки 3.
Рис. 1. Схема САР температуры теплоносителя
Температура теплоносителя на входе зерносушилки измеряется терморезистором RД, включенным в мостовую схему, которая не только обеспечивает с помощью резистора R0требуемую температуру, но и сравнивает напряжение UД, пропорциональное температуреиС, с задающим напряжением U0 (мостовая схема одновременно выполняет функции задающего и воспринимающего органов).
Сигнал разбаланса мостовой схемы (сигнал рассогласования) ДU = U0 - UД усиливается усилителем 4, выходное напряжение которого Uy управляет исполнительным двигателем 5. Последний через редуктор 6 перемещает заслонку 3, тем самым изменяет величину регулирующего воздействия ц на входе объекта регулирования. За счет соответствующего изменения угла поворота заслонки и компенсируется отрицательное влияние внешних возмущений f (изменение температуры, влажности атмосферного воздуха и др.), действующих на объект регулирования. При исследовании САР в качестве главного возмущения следует рассматривать изменение температуры атмосферного воздуха, приняв условно, что его влажность не меняется.
Динамика элементов данной САР описывается следующими уравнениями:
- камера смешивания;
иС - датчик температуры;
- сравнивающий элемент;
- усилитель.
- электродвигатель совместно с редуктором (при условии, что момент сопротивления на валу двигателя Мс = const),
где Тс, Тя, Тм, - постоянные времени, с; kc, kf, kA, ky, k0 - коэффициенты передачи.
Размерность и значения переменных по вариантам даны в табл. 3. Выходной сигнал усилителя ограничен уровнем 220 В. Заданная температура теплоносителя иС = 120 °С.
|
Вари-ант |
Тс |
kс |
kf |
kд |
Тм |
Тя |
ky |
f |
kэ |
н |
у |
|
|
с |
с |
с |
єС |
% |
% |
|||||||
|
7 |
0,8 |
45 |
0,5 |
0,015 |
0,02 |
0,003 |
80 |
-10 |
0,05 |
1,5 |
10 |
По данным, которые даны в техническом задании, необходимо спроектировать систему автоматического регулирования температуры теплоносителя зерносушилки.
1. Построение структурной схемы нескорректированной системы
По заданным функциональной схеме (рис. 1.) и системе дифференциальных уравнений составим структурную схему нескорректированной системы (рис. 2.), где в прямом канале последовательно подключены усилитель, электродвигатель совместно с редуктором (при условии, что момент сопротивления на валу двигателя Мс = const), камера смешивания, на которую действует возмущение, в обратный канал подключендатчик температуры. Введём следующие обозначения: U0 - входной сигнал, ДU - ошибка системы, UД-напряжение датчика температуры, Uy - напряжение усилителя, ц-угол поворота заслонки, f-возмущение, иС-температура теплоносителя.
Рис. 2. Структурная схема нескорректированной системы
Для составления передаточных функций (ПФ) звеньев нескорректированной данной САР воспользуемся приведенными выше уравнениями устройств САУ.
1) - усилитель
Отсюда ПФ усилителя:
2)
- электродвигатель совместно с редуктором
Ему соответствует ПФ электропривода:
7
3) - камера смешивания
Отсюда ПФ камеры смешивания имеют следующий вид:
4)иС - датчик температуры
То есть, датчик температуры является пропорциональным звеном с ПФ: корректирующее автоматическое управление амплитудная
ПФ электродвигателя совместно с редуктором записана в общем виде. Для определения типа ПФ электродвигателя исследуем его на колебательность, из условия:
Это условие не выполняется:
Следовательно, электродвигатель является апериодическим звеном второго порядка, поэтому записываем его ПФ в соответствующем виде:
Находим постоянные времени из условия эквивалентности ПФ:
2. Анализ качества исходной системы
Исследование САУ сводится к решению 3-х задач: определение точности, устойчивости и динамических показателей качества.
2.1 Оценка точности
Определяем ПФ разомкнутой нескорректированной исходной системы для дальнейшего исследования:
Оценим относительную ошибку, ДU:
Чтобы найти установившуюся ошибку необходимо в уравнение подставить s=0.
В результате получили, что исходная система в статическом режиме имеет высокую точность - ошибка равна 0. Это очевидный результат, так как в прямом канале управления присутствует интегратор.
Проверим результат вычислениями в Matlab, используя его приложение ControlSystemToolbox.
Введем ПФ разомкнутой системы в среду Matlab:
" W=zpk([], [0,-1/0.08,-1/0.016,-1/0.004],2.7/(0.08*0.016*0.004))
Zero/pole/gain:
527343.75/s (s+12.5) (s+62.5) (s+250)
Определим ПФ замкнутой системы для ошибкии соответственно в Matlabполучим:
" F=feedback(1,W)
Zero/pole/gain:
s (s+12.5) (s+62.5) (s+250) / (s+250) (s+63.38) (s+6.709) (s+4.962)
Ошибку можно определить с использованием функции dcgain:
" e=dcgain(F)
e = 0
Таким образом получен тот же результат: статическая ошибка равна нулю. То есть, показатель точности системы удовлетворяет заданному показателю качества
2.2 Определение устойчивости
Для оценки устойчивости целесообразно использовать логарифмический критерий Найквиста, который реализован в Matlabфункцией margin(W), гдеW- ПФ разомкнутой системы:
" W=zpk([], [0,-1/0.08,-1/0.016,-1/0.004],2.7/(0.08*0.016*0.004))
Zero/pole/gain:
527343.75/s (s+12.5) (s+62.5) (s+250)
"margin(W);grid on
Рис. 3. ЛАЧХ исходной системы
Из полученных графиков (рис. 3.) видно, что система устойчива, но имеет малый запас по фазе 35.5?, что предполагает существенный колебательный процесс.
2.3 Оценка качества
Для оценки качества будем использовать прямые показатели: перерегулирование у и время переходного процесса tп. Они определяются из переходной характеристики (рис. 4), чем они меньше, тем система качественнее.
Определим ПФ замкнутой системы всредеMatlab (приложение ControlSystemToolBox) с помощью команды feedback,F=feedback(W/Wo,Wo), где Wo=0,015- ПФ датчика:
" F=feedback(W/Wo,Wo)
Transfer function:
2.7
------------------------------------------------------------
7.68e-007 s^4 + 0.000241 s^3 + 0.0123 s^2 + 0.015 s + 0.0405
С помощью команды step определим переходную характеристику исходной системы (рис. 4.), значение 1,8 получили исходя из того, что температуру теплоносителя 120 умножили на коэффициент датчика :
"step(F*1.8);gridon
Рис. 4. Переходная характеристика исходной системы
Анализ качества показывает, что система имеет ряд недостатков: большое перерегулирование у =34,16 % и время переходного процесса определено, исходя из полученного графика (рис. 4.)tп = 5.45 с.
Перерегулирование определено по соотношению:
где =161; =120.
Таким образом, анализ качества исходной системы показывает, что система удовлетворяет показателям точности, является устойчивой, однако даёт большое перерегулирование.
Оценка динамических параметров системы показывает, что система имеет также длительное время переходного процесса. Все эти факторы указывают на то, что исходную систему необходимо скорректировать.
3. Построение желаемой ЛАЧХ
В данной работе для синтеза корректирующего устройства используем метод ЛАЧХ.
Основной задачей является построение ЛАЧХ желаемой САУ. Она должна удовлетворять требуемым показателям и предопределять простую коррекцию.
Для построения ЛАЧХ используется стандартная сетка. По оси абсцисс откладывается угловая частота в логарифмическом масштабе, т.е. наносятся отметки, соответствующие lgщ, а около отметок пишется само значение частоты щ в рад/с, а по оси ординат значение модуля в дБ.
На первом этапе строится ЛАЧХ исходной системы, которая определит частотный диапазон работы САУ.
Для её построения используется ПФ разомкнутой системы:
Точки излома ЛАЧХ вычисляются по постоянным времени в логарифмическом масштабе:
.
Для определения положения исходной ЛАЧХ определим десятичный логарифм коэффициента передачи исходной системы:
.
Сначала осуществляется построение НЧ ЛАЧХ по выражению. Реально - это интегратор, характеристика которого имеет вид прямой с наклоном -20 дБ/дек. Её можно провести через опорную точку на оси абсцисс.
По передаточной функции исходной системы и точкам изломам построим исходную ЛАЧХ (рис. 5).
Значение отметим на оси и проведем через эту точку первую асимптоту с наклоном в -20дБ/дек до первой точки излома . Далее проведём следующую асимптоту с наклоном в -40дБ/дек до точки излома . Затем проведём следующую асимптоту с наклоном в -60дБ/дек до точки излома. После точки излома проводится асимптота с наклоном в -80дБ/дек.
Желаемая логарифмическая частотная характеристикаможет быть условно разделена на три части:
- низкочастотная часть (НЧ) определяется требуемой точностью работы системы, а следовательно, коэффициентом усиления системы в разомкнутом состоянии и порядком её астатизма;
- среднечастотная часть (СЧ) желаемой ЛАЧХ является наиболее существенной частью характеристики, т.к. ее вид определяет динамические свойства САУ;
- высокочастотная часть (ВЧ) мало влияет на динамику системы, поэтому она выбирается исходя из простоты корректирующего устройства.
Построение желаемой ЛАЧХ начнем со среднечастотной части. Необходимым условием работоспособности проектируемой системы является прохождение среднечастотного участка с наклоном ЛАЧХ в -20дБ/дек через точку на оси , т.к. именно при этом условии достигается необходимый запас устойчивости системе по амплитуде и фазе.
Желаемая ЛАЧХ будет работать в частотном диапазоне исходной системы, в её средней части, .Через данную точку проводим прямую с наклоном -20дб/дек до частоты излома .
Низкочастотная часть проводится также под наклоном -20дБ/дек, как у исходной ЛАЧХ, т.к. её точность удовлетворительная.
Высокочастотная часть (рис. 5)может иметь произвольный вид, потому что онапрактически не влияет на качество САУ. Однако, для упрощения корректирующего устройства, необходимо стремиться к тому, чтобы она совпадала по наклону с исходной ЛАЧХ в указанной области частот.
Определим ПФ желаемой системы:
.
ПФ корректирующего устройства определяется из соотношения:
или ;
То есть, корректирующее устройство довольно простое (1-ого порядка) и легко реализуемо.
4. Оценка качества желаемой системы
Исследование желаемой системы проведем в среде MATLAB с помощью пакета ControlSystemToolbox. Создадим модельПФ:
Разобьем ПФ на три части:
; ; .
Ввод в Matlab:
:
"WJ1=tf(17.7, [1,0])
Transfer function:
17.7
----
s
Ввод в Matlab:
:
" WJ2=tf(1, [0.016,1])
Transfer function:
1
-----------
0.016 s + 1
Ввод в Matlab:
:
" WJ3=tf(1, [0.004,1])
Transfer function:
1 ----
0.004 s + 1
Получение ПФ:
"WJ=WJ1*WJ2*WJ3*WJ3
Transfer function:
17.7 -----
2.56e-007 s^4 + 0.000144 s^3 + 0.024 s^2 + s
Определим значения запаса устойчивости по амплитуде и фазе проектируемой желаемой системы с ПФ(рис. 6):
"margin(WJ);grid on
Рис. 6. ЛАЧХ желаемой системы
Данная система устойчива, имеет слабый колебательный процесс, так как обладает большим запасом по фазе 67?.
Далее создадим в среде Matlabмодель ПФ замкнутой системы:
:
" M=feedback(WJ,1)
Transfer function:
17.7
---------------------------------------------------
2.56e-007 s^4 + 0.000144 s^3 + 0.024 s^2 + s + 17.7
Построим переходную характеристику желаемой замкнутой системы (рис. 7):
"step(M);gridon
Рис. 7. Переходная характеристика желаемой системы
Из полученной характеристики видно, что перерегулирование у=0 % (), а время переходного процесса tп=0,111 с.
Анализ желаемой системы показывает, что она является устойчивой, обладает необходимым запасом устойчивости по амплитуде и фазе и удовлетворяет показателям качества, приведенным в техническом задании.
5. Реализация корректирующего устройства
Корректирующее устройство включается в слаботочный участок входной цепи на постоянном токе.
Возможны различные варианты практической реализации корректирующего устройства:
в виде аналогового регулятора с пассивной коррекцией;
в виде аналогового регулятора с активной коррекцией;
в виде цифрового регулятора.
Возьмем реализацию в виде активного корректирующего устройства.
Активные четырехполюсники постоянного тока состоят из электронных усилителей и цепей из резисторов, конденсаторов и индуктивностей. Обычно используют операционный усилитель с весьма большим передаточным коэффициентом. Активные четырехполюсники имеют более совершенные динамические свойства, чем пассивные: на входе активного четырехполюсника легко осуществлять суммирование сигналов; сигнал может быть значительно усилен одновременно с преобразованием.
Для реализации корректирующего устройства возьмём следующий регулятор (рис. 8), ПФ которого соответствует виду ПФ корректирующего устройства(КУ).
Рис. 8. Схема регулятора на ОУ
ПФ КУ имеет следующий вид:
Из условия эквивалентности и ПФ выбранного КУ имеем:
.
.
6. Оценка качества скорректированной системы
Для определения параметров и характеристик САУ при работе в реальных условиях, где возможны различные нелинейности в системе и отдельных её звеньев, воспользуемся моделированием с помощью приложения SIMULINK, входящего в математический пакет программ MATLAB.
В SIMULINK предусмотрена возможность набора моделей динамических систем в виде блок-схем, что хорошо согласуется с аналогичным структурным представлением автоматического управления.
Для построения модели будем использовать следующие модули библиотеки SIMULINK: линейные динамические блоки с передаточной функцией в tf-форме, модули безынерционных звеньев, сумматоры и нелинейный блок типа "насыщение" (Saturation). Для исследования качества системы стабилизации обычно применяются переходные характеристики, поэтому в качестве источников входного и возмущающего воздействий целесообразно использовать блоки Step (ступенчатый сигнал).
При моделировании исследуется влияние параметров системы на характер изменения временных характеристик. Для этого к требуемым координатам подключаются индикаторы Scope и Display.
Введём обозначения на схеме: U - усилитель, F- исполнительный электродвигатель совместно с редуктором, U0 - входной сигнал, Е - ошибка, f - внешнее возмущение, R-регулятор, Saturation - Ограничитель сигнала. Благодаря ограничителям возможно исследование процессов, происходящих в реальной системе, в которой всегда имеются нелинейности типа "насыщение".
Чтобы исследовать влияние параметров системы на характер изменения временных характеристик, проведем исследование линейной системы, а затем нелинейной (с ограничителями), также отметим, что возмущающее воздействие будем вводить после завершения переходного процесса.
6.1 Исследование системы при отсутствии ограничений на выходную координату усилителя мощности (линейный вариант САУ)
Смоделируем работу системы без ограничений сигналов, обусловленных реальными параметрами физических устройств (рис. 9).
Ввод в командную строку Matlab исходных параметров:
"Ts=0.8;Tm=0.02;Ta=0.003;Ks=45;Kf=0.5;Kd=0.015;Ku=80;Ka=0.05;Kj=17.7;Ki=2.7;T2=0.004;
Рис. 9. Линейная система
Заданная температура теплоносителя иС = 120 °С, следовательно, на вход необходимо подать:
Внешнее возмущение f= -10, в линейной системе подаётся при t=1,5c.
Рис. 10. Осциллограмма параметров линейной системы при U0=1.8, f= -10
Значения, полученные в результате моделирования: значение выходного сигнала - 120 °С, ошибка стремиться к 0, время переходного процесса около 0.1 с, перерегулирование у=0 %.
Рис. 11. Осциллограмма переходного процесса линейной системы при U0=1.8, f= -10
Исходя из полученных в результате моделирования параметров системы (рис. 10) можно сделать вывод о том, что система показала такие же параметры, как и при моделировании в пакете ControlSystemToolbox (рис. 7), а именно все параметры удовлетворяют заданным на проектирование.
Вывод: Быстродействие объясняется большим сигналом усилителя.
Подадим на вход системы входной сигнал в 2 раза меньше (рис. 12) и больше (рис. 13) номинального: 0,9В и 3,6В. Возмущающее воздействие: -10.
Рис. 12. Осциллограмма параметров линейной системы при U0=0,9;f= -10
Рис. 13. Осциллограмма параметров линейной системы при U0=3,6;f= -10
Значения, полученные в результате моделирования: значение выходного сигнала - 0,9В и 3,6В соответственно, относительная ошибка стремиться к 0, время переходного процесса около 0.1 с. При изменении входного сигнала, система не меняет своих характеристик.
Подадим возмущающее воздействие в 2 раза меньше (рис. 14) и больше (рис. 15) номинального: -5 и -20. Входной сигнал оставим номинальным 1,8 В.
Рис. 14. Осциллограмма параметров линейной системы при U0=1,8;f= -5
Рис. 15. Осциллограмма параметров линейной системы при U0=1,8;f= -20
Значения, полученные в результате моделирования: значение выходного сигнала - 1.8В, относительная ошибка стремиться к 0, время переходного процесса около 0.1 с. При изменении возмущающего воздействия, система не меняет своих характеристик.
6.2 Исследование системы с наличием ограничений на выходную координату усилителя мощности (реальный вариант САУ)
Приблизим нашу систему к реальной, введя в схему после усилителя блок Saturation- ограничение на выходной сигнал усилителя ±220 В (рис. 16).
Рис. 16. Нелинейная система с ограничителем на выходе усилителя
Подадим входной сигнал а возмущающее воздействие согласно заданию: f= -10, подаётся в нелинейной системе при t=3с. (рис. 17).
Рис. 17. Осциллограмма параметров нелинейной системы при U0=1.8, f = -10
Значения, полученные в результате моделирования: значение выходного сигнала - 120 °С, относительная ошибка стремиться к 0, время переходного процесса около 2,8 с. Из полученных в результате моделирования параметров можно сделать вывод, что система при вводе ограничителя на выходе усилителя заметно затягивается переходный процесс, но перерегулирование также отсутствует. По сравнению с линейным вариантом сигнал усилителя равен 220В.
Рис. 18. Осциллограмма переходного процесса нелинейной системы при U0=1.8, f= -10
Подадим на вход системы входной сигнал в 2 раза меньше (рис. 19) и больше (рис. 20) номинального: 0,9В и 3,6В. Возмущающее воздействие: -10.
Рис. 19. Осциллограмма параметров нелинейной системы при U0=0,9;f = -10
Рис. 20. Осциллограмма параметров нелинейной системы при U0=3,6;f = -10
Значения, полученные в результате моделирования: значение выходного сигнала - 0,9В и 3,6В; ошибка стремиться к 0, время переходного процесса 2.5 с. и 3 с. соответственно. При уменьшении входного сигнала время переходного процесса системы сокращается, а при увеличении - продлевается, перерегулирование равно 0.
Подадим возмущающее воздействие в 2 раза меньше (рис. 21) и больше (рис. 22) номинального: -5 и -20. Входной сигнал оставим номинальным в 1,8 В.
Рис. 21. Осциллограмма параметров нелинейной системы при U0=1,8;f = -5
Рис. 22. Осциллограмма параметров нелинейной системы при U0=1,8;f = -20
Значения, полученные в результате моделирования: значение выходного сигнала - 1,8В; ошибка стремиться к 0, время переходного процесса около 2,5 с. При изменении возмущающего воздействия время переходного процесса системы не изменяется, перерегулирование равно 0.
Из произведённых исследований можно сделать вывод, что в реальных системах, где есть ограничения, время переходного процесса увеличивается, перерегулирование равно 0, ошибка отсутствует.
7. Функциональная схема скорректированной системы
Корректирующее устройство:
Рис. 23. Функциональная схема с активным корректирующим звеном
Параметры регуляторов приведены в таблице 1.
Таблица 1
|
Тип регулятора |
С 1 мФ |
С 2мкФ |
R1 кОм |
R2 кОм |
|
|
Активная коррекция |
1.6 |
0.13 |
51 |
30 |
Заключение
В процессе выполнения данного курсового проектирования была создана желаемая система автоматического регулирования температуры теплоносителя зерносушилки путем введения в исходную систему рассчитанного корректирующего устройства. При синтезе спроектированной системы были проведены следующие этапы проектирования: построена структурная схема нескорректированной системы на основе заданного описания и функциональной схемы; оценена точность, устойчивость и проведен анализ качества динамических параметров системы; построена ЛАЧХ исходной, желаемой систем и ЛАЧХ корректирующего устройства; произведена оценка показателей качества желаемой системы с использованием пакета ControlSystemToolbox программы Matlab; произведен синтез последовательного корректирующего устройства и практическая реализация его в виде аналогового регулятора с активной, пассивной коррекцией, цифрового регулятора. В результате введения в исходную схему корректирующего устройства была получена желаемая система. Для оценки показателей качества и точности спроектированной системы было выполнено моделирование желаемой системы с помощью пакета Simulink. При исследовании желаемой системы было произведено моделирование линейной (без ограничителей) и нелинейной систем.
Скорректированная система обладает следующими характеристиками:
- Перерегулирование = 0 %;
- Время переходного процесса tп = 0.111 с;
- Запас устойчивости по фазе 670;
Скорректированная реальная система (С НЭ) обладает следующими характеристиками:
перерегулирование = 0 %; время переходного процесса tп = 2.8 с;
Все показатели соответствуют техническому заданию на курсовое проектирование.
Список используемой литературы
1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления - Изд. 4-е, перераб. и доп. - СПб, Изд-во "Профессия", 2003.
2. Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учебник для втузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2003. - 302 с.: ил.
3. Синтез систем автоматического управления: Учебно-практическое пособие/ Филиал СамГТУ в г. Сызрани; Сост. В.И. Будин. Сызрань, 2011. 51 с.
4. Медведев В.С., Потемкин В.Т. Control System Toolbox. MATLAB 5 для студентов. - М.: ДИАЛОГ - МИФИ, 1999. - 287 с.
5. Лазарев Ю.Ф. MatLab 5. x. - К.: Издательская группа BHV, 2000. - 384 с.
6. Дьяконов В.П. Simulink 4. Специальный справочник. - СПб: Питер, 2002. - 528 с.: ил.
7. Расчет системы стабилизации: Метод. указания к курсовому проектированию/филиал Самар. гос. техн. ун-та; Сост. В.И. Будин. Сызрань, 2010. 18 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Построение структурной схемы нескорректированной системы и определение передаточных функций звеньев. Построение логарифмических амплитудно-частотных характеристик для исходной системы. Синтез и моделирование последовательного корректирующего устройства.
курсовая работа [90,6 K], добавлен 21.12.2010Расчет линейных систем автоматического управления. Устойчивость и ее критерии. Расчет и построение логарифмических частотных характеристик скорректированной системы и анализ её устойчивости. Определение временных и частотных показателей качества системы.
курсовая работа [741,2 K], добавлен 03.05.2014Определение передаточных функций и переходных характеристик звеньев системы автоматического управления. Построение амплитудно-фазовой характеристики. Оценка устойчивости системы. Выбор корректирующего устройства. Показатели качества регулирования.
курсовая работа [347,1 K], добавлен 21.02.2016Характеристика объекта управления, описание устройства и работы САР, составление ее функциональной схемы. Принцип автоматического управления и вид системы. Составление структурной схемы системы автоматического регулирования температуры воздуха в птичнике.
курсовая работа [598,8 K], добавлен 15.09.2010Выбор и расчет основных элементов нестабилизированной системы автоматического управления положением объекта. Устойчивость системы и синтез корректирующего устройства, обеспечивающего требуемые качественные показатели, описание принципиальной схемы.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 18.04.2011Характеристика объекта управления, описание устройства и работы САР, составление её функциональной схемы. Изучение принципа работы системы автоматического регулирования температуры воздуха. Определение передаточных функций системы и запасов устойчивости.
курсовая работа [633,3 K], добавлен 10.09.2010Характеристика объекта управления (барабана котла), устройства и работы системы автоматического регулирования, ее функциональной схемы. Анализ устойчивости системы по критериям Гурвица и Найквиста. Оценка качества управления по переходным функциям.
курсовая работа [755,4 K], добавлен 13.09.2010Структурная схема автоматической системы стабилизации крена. Определение передаточной функции корректирующего звена. Построение переходного процесса скорректированной системы. Анализ причин неисправностей и отказов в системах автоматического управления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.01.2014Построение функциональной схемы системы автоматического управления кухонным комбайном. Выбор микропроцессора, электронного усилителя напряжения, электропривода, резервуара, датчиков температуры и концентрации. Расчет характеристик датчика обратной связи.
курсовая работа [790,4 K], добавлен 20.10.2013Устройство, особенности работы, функциональная схема и анализ системы автоматического регулирования температуры теплоносителя в агрегате витаминизированной муки (АВМ). Оценка зависимости статической ошибки от изменения управляющего воздействия на АВМ.
курсовая работа [431,8 K], добавлен 16.09.2010Конструктивная и функциональная схемы системы автоматического регулирования, предназначенной для стабилизации силы резания при фрезеровании за счет управления приводом подач. Анализ устойчивости, качества и точности САУ. Синтез корректирующего устройства.
курсовая работа [871,4 K], добавлен 30.04.2011Исследование следящей системы с сельсинным измерительным устройством, разработка функциональной и структурной схемы, составление передаточных функций элементов. Устойчивость системы после синтеза и применения последовательного корректирующего устройства.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 30.03.2009Исследование системы автоматического регулирования на устойчивость. Нахождение передаточного коэффициента системы и статизма системы. Построение кривой переходного процесса и определение показателей качества. Синтез системы автоматического регулирования.
курсовая работа [757,3 K], добавлен 26.08.2014Анализ технического задания на систему, ее статический расчет. Выбор двигателя и редуктора, усилительного устройства. Определение коэффициента передачи разомкнутой системы, передаточных функций, построение логарифмических характеристик, выбор схемы.
курсовая работа [499,7 K], добавлен 16.11.2009Технические характеристики тиристорного преобразователя. Двигатель постоянного тока. Построение логарифмических характеристик и их анализ. Передаточная функция разомкнутой системы. Синтез непрерывных корректирующих звеньев. Выбор корректирующего звена.
курсовая работа [778,2 K], добавлен 20.10.2013Расчет и структурная схема передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы автоматического управления (САУ) относительно входного воздействия. Формулы для мнимой и вещественной компоненты. Графики логарифмических амплитудной и фазовой характеристик.
курсовая работа [505,8 K], добавлен 15.11.2009Особенности системы автоматического управления температуры печи, распространенной в современном производстве. Алгоритм системы управления температуры печи. Устойчивость исходной системы автоматического управления и синтез корректирующих устройств.
курсовая работа [850,0 K], добавлен 18.04.2011Общая характеристика и изучение переходных процессов систем автоматического управления. Исследование показателей устойчивости линейных систем САУ. Определение частотных характеристик систем САУ и построение электрических моделей динамических звеньев.
курс лекций [591,9 K], добавлен 12.06.2012Определение параметров корректирующего устройства на вход системы. Синтез нечеткого регулятора на базовом режиме работы системы. Сравнительная оценка качества управления системы прототипа и нечеткой системы регулирования при возмущающем воздействии.
контрольная работа [963,5 K], добавлен 24.12.2014Функциональная схема системы автоматического регулирования температуры приточного воздуха в картофелехранилище. Определение закона регулирования системы. Анализ устойчивости по критериям Гурвица и Найквиста. Качество управления по переходным функциям.
курсовая работа [366,2 K], добавлен 13.09.2010
