Синтез комбинированной системы автоматического управления
Изучение систем автоматического управления техническим объектом, заданным экспериментальными переходными характеристиками. Определение параметров для применения полученных результатов в системах с непосредственным цифровым управлением и фаззи-логикой.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.11.2017 |
Размер файла | 739,7 K |
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/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Кафедра ЭЭЭ
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
По дисциплине: Теория автоматического управления
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Тема: Синтез комбинированной САУ
Автор:
студентка гр.Эрн-10-1
Кутузов Д.А.
Проверил:
Руководитель работы:
доцент Стороженко С.В./
Санкт-Петербург, 2013
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Кафедра автоматизации производственных процессов
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)
По дисциплине: Теория автоматического управления
ЗАДАНИЕ
Студенту группы ЭРн-10-1 Кутузов Д.А.
1. Тема проекта: синтез комбинированной САУ
2. Исходные данные к проекту: экспериментальные данные переходных характеристик по возмущающему и управляющему каналам,приведённым в таблице.
3. Содержание пояснительной записки: получение математической модели объекта, выбор и расчёт параметров регулятора, расчёт параметров компенсатора, построение переходных процессов и определение показателей качества регулирования, расчёт параметров НЦУ, построение САУ с использованием методов нечёткой логики (Fuzzy-логики)
4. Перечень графического материала: структурная схема САУ, графики переходных характеристик по управляющему и возмущающему воздействию, графический расчёт параметров регулятора, графики переходных процессов, структурная схема НЦУ, структурная схема нечеткой системы, графический расчет компенсирующего воздействия нечеткого компенсатора.
5. Срок сдачи законченного проекта:
Руководитель проекта: доцент /Стороженко С.В./
Дата выдачи задания:
АННОТАЦИЯ
В данной работе проводится синтез комбинированной системы автоматического управления (CАУ) техническим объектом, заданным экспериментальными переходными характеристиками. Выводятся параметры для применения полученных результатов в системах с непосредственным цифровым управлением (НЦУ), рассматриваются возможности применения методов нечеткой логики (фаззи-логики) при синтезе систем автоматического управления.
ANNOTATION
In this paper the synthesis of combined multiply-automatic control system (ACS), a technical object, given the experimental transient response. Displays the parameters for the application of the results obtained in systems with direct numerical control (DNC) discussed the possibility of the use of fuzzy logic (fuzzy logic) in the synthesis of automatic control systems.
СОДЕРЖАНИЕ
- Введение
- 1. Получение математической модели объекта в виде передаточной функции
- 2. Выбор ПИ-алгоритма управления и расчет параметров
- 3. Расчет физически реализуемого компенсатора
- 4. Построение переходного процесса в системе по задающему и возмущающему воздействию. Определение показателей качества регулирования
- 5. Непосредственное цифровое управление (НЦУ)
- 6. Построение САУ с использованием методов нечёткой логики
- Заключение
- Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
В наше время при быстром развитии прогресса человек нуждается в сложных технологиях. Для их осуществления возникла необходимость в автоматическом управлении, так как сам человек не всегда может обеспечить протекание технологического процесса в соответствии с необходимыми для этого требованиями. Современное производство постоянно увеличивает единичные мощности агрегатов и установок, требования к выпускаемой продукции и безопасности обслуживающего персонала; не последнюю роль играет экономическая сторона производства. Всё это может быть обеспечено автоматизацией.
Промышленные объекты управления, как правило, представляют собой сложные агрегаты, имеющие множество входных и выходных величин, характеризующих технологический процесс. Зависимость величин нелинейная, изменение одной приводит к изменению других, поэтому возникает трудность в математическом описании такой системы, и, как результат, синтезе автоматической системы регулирования (АСР). Обеспечить требуемое качество регулирования можно, усложнив структуру САУ. автоматический управление цифровой фаззи
В практике автоматизации непрерывных производственных процессов применяют следующие виды многоконтурных схем: каскадные системы, комбинированные САУ и многосвязные системы.
В данной курсовой работе проводиться синтез комбинированной системы автоматического регулирования (САУ). Комбинированная САУ состоит из двух систем: разомкнутой системы с воздействием по возмущению и замкнутой системы автоматического управления с воздействием по отклонению. Существенным недостатком первой системы является то, что она реагирует только на основные - измеряемые возмущения и совершенно не реагирует на второстепенные возмущения - помехи. Поэтому при наличии второстепенных возмущений в управлении возникают погрешности, которые такая система исправить не в состоянии. В замкнутой САУ с воздействием по отклонению имеется внешняя отрицательная обратная связь, обеспечивающая контроль управляемой величины и уменьшение отклонения действительной величины от заданной. Но она в свою очередь не всегда может устранить отклонение выходного сигнала при внешнем возмущении. Этими недостатками не обладает комбинированная САУ - система повышенной точности. Управляющий сигнал в такой системе формируется с учётом внешних и внутренних возмущений, благодаря чему повышается точность такой САУ.
В данной работе синтез САУ проводится на основании заданных экспериментальных переходных характеристик объекта регулирования.
Задание
Выполнить синтез комбинированной САУ (рис.1) технологическим объектом, заданным экспериментальными переходными характеристиками, приведенными в таблице 1
Рис.1 Структурная схема комбинированной САУ
Таблица 1. Экспериментальные переходные характеристики
t, с |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
f-y |
0 |
0 |
0.02 |
0.04 |
0.08 |
0.18 |
0.28 |
0.36 |
0.42 |
0.46 |
0.5 |
0.54 |
0.58 |
0.62 |
0.64 |
0.64 |
|
u-y |
0 |
0,02 |
0,14 |
0,64 |
0,9 |
1,1 |
1,16 |
1,6 |
1,64 |
1,28 |
1,30 |
1,30 |
1,30 |
1,30 |
1,30 |
1,30 |
1. ПОЛУЧЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТА В ВИДЕ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ
Согласно заданным в таблице 1 экспериментальным точкам строится экспериментальная характеристика переходного процесса. Исследуемый объект - двухканальный (канал: u-y и канал: f-y) по обоим каналам регулирования является объектом с самовыравниванием (рис.2). Объекты с самовыравниванием аппроксимируют передаточными функциями с введением звена запаздывания.
Рис. 2. Переходная характеристика ОУ с самовыравниванием
, (1.1)
где:
Коб - коэффициент передачи;
- время запаздывания;
То - постоянная времени.
Простейшим частным случаем оператора (1.1), имеющим в инженерной практике наибольшее применение, является передаточная функция вида:
. (1.2)
1.Для определения параметров объекта по управляющему каналу проведём касательную к экспериментальной переходной характеристике в точке перегиба, которая имеет координаты (tп; h(tп)). Далее определяем параметры передаточной функции по управляющему каналу (приложение 1, рис.1):
Канал u-y
kоб = hуст =0,64 ; о = 3,3 с; То = 6,3 с; h(tп) = 0,18; tп = 5 с;
.
Для нахождения математической модели объекта воспользуемся различными методами аппроксимации.
Модель 2
(1.2)
Определяем коэффициенты:
Подставив числовые значения в формулу (1.2)
Модель 4
Модель определим методом Лукаса, представленным в литературе [1].
(1.3) |
Определим коэффициенты:
постоянная времени:
с;
время запаздывания:
с.
Подставив числовые значения в формулу (1.3) получим четвёртую математическую модель объекта управления (рис.1, кривая 4):
Модель 6
Модель получим методом Ротача, представленным в литературе [4]. Задача математического описания в этом случае заключается в поиске таких Та1, Та2 и , при которых кривая (рис.1, кривая 6) максимально приближается к истинной экспериментальной кривой. Для упрощения расчётов, в литературе предложена номограмма (рис 3).
(1.5) |
По номограмме (рис.3.) можно найти , по известным и . По известному значению =0,28 =5, т.к b>0,265 проводим дополнительную касательную, для которой =0,125 находим значение , после чего определяем , и, следовательно:
Подставив числовые значения в формулу (1.5), получим шестую математическую модель:
Модель 7
Модель определим методом Лукаса, представленным в литературе [1].
(1.6) |
Определим коэффициенты передаточной функции:
с. с.
Подставив числовые значения в формулу (1.6), получим седьмую математическую модель (кривая 7):
Погрешность аппроксимации
Вычислим погрешности аппроксимации полученных передаточных функций по интегральному критерию по формуле:
- аппроксимирующая переходная характеристика;
- заданная переходная характеристика.
Для этого найдем площадь под заданной переходной характеристикой и площади расхождения исходной и каждой из полученных переходных характеристик (рис.1). Погрешность определим как отношение этих площадей:
Для кривой 2
Для кривой 4
Для кривой 6
Для кривой 7
В качестве окончательной выбираем передаточную функцию ОУ, имеющую наименьшую погрешность аппроксимации:
Канал u-y .2. Проделаем все описанное выше для возмущающего канала (см. пункт 1) (параметры передаточной функции определим по рис.2, приложение 1) kоб = hуст =1,3 ; о = 1,7 с; То = 4,2 с; . Для нахождения математической модели объекта воспользуемся различными методами аппроксимации. (1.2) Определяем коэффициенты: Подставив числовые значения в формулу (1.2) Модель 4. Постоянная времени: с; время запаздывания: с. (кривая 4, рис.2) |
Модель 6. Найдем коэффициенты:
(кривая 6,рис.2)
Модель 7
с. с.
(кривая 7,рис.2)
Погрешность аппроксимации
Для кривой 2
Для кривой 4
Для кривой 6
Для кривой 7
В качестве окончательной выбираем передаточную функцию ОУ, имеющую наименьшую погрешность аппроксимации:
2. ВЫБОР ПИ-АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
В качестве показателя оптимальности АСР принимается минимум интеграла от квадрата ошибки системы при действии на объект наиболее тяжелого ступенчатого возмущения по регулирующему каналу (интегральный квадратичный критерий) с учетом добавочного ограничения на запас устойчивости системы, т.е.
. (2.1)
Такой критерий допускает значительное перерегулирование и увеличивает время регулирования, но он обеспечивает наименьшее максимальное динамическое отклонение регулируемой величины.
При практических расчётах запас устойчивости удобно характеризовать показателем колебательность системы М, значение которого в САУ, имеющих интеграл в алгоритме управления, совпадает с максимумом амплитудно-частотной характеристики системы:
(2.2)
где:р - резонансная частота, на которой Аз() имеет максимум.
Чтобы максимум не превышал некоторой заданной величины М, амплитудно-фазовая характеристика (АФХ) разомкнутой системы Wраз(j) не должна заходить внутрь «запретной» области ограниченной окружностью, центр uo и радиус Ro которой определяется через М формулами (2.3) и (2.4), (рис.4):
(2.3)
. (2.4)
Рис.4. Определение центра и радиуса окружности, соответствующей заданному показателю колебательности М
Если же Wраз(j) касается указанной окружности, то это означает, что САУ находится на границе заданного запаса устойчивости.
На практике чаще всего принимают . При этом в САУ перерегулирование 30%, максимальное отклонение регулируемого параметра при внутренних возмущениях (возмущениях по регулирующему воздействию) не превышает 10%.
Рассчитаем ПИ-алгоритм управления, передаточная функция которого имеет вид:
, (2.5)
параметрами, подлежащими определению, являются коэффициент усиления Кр и постоянная интегрирования Ти, для этого используем графо-аналитический метод.
1. По АФХ объекта Wобu-y (jщ) (см. приложение 2) строим семейство характеристик разомкнутой системы Wраз(jщ) для Кр=1 и нескольких фиксированных значений постоянной интегрирования Ти.
Для начала выберем значение Ти=0,6, (первое значение возьмем как минимум суммы всех постоянных времени передаточной функции Wобu-y(р)) На АФХ объекта отметим несколько точек А1, А2…А7 и отметим значение частоты щ в каждой из них, для точки А1 : щ1=0,497 1/с. Из начала координат проведем вектор ОА1 и измерим его длину в мм: |ОА1|=36,5 мм. После к точке А1 пристроим вектор повернутый на 90? по отношению к вектору ОА1, длину вектора найдем по формуле (где - длина вектора АФХ объекта для значения частоты i(в мм); в знаменателе - произведение указанной частоты на фиксированное значение Ти=3), таким образом =36,5/0,6*0,497=122,4. Аналогичные операции проделываем для остальных точек Аi, результаты вычислений представлены в таблице 2.
Таблица 2
Отрезок OAi |
Длина ОАi, мм |
Частота, 1/с |
Длина ,при T=0,6мм |
Длина ,при T=1мм |
Длина ,при T=1,6,мм |
|
ОА1 |
3б,5 |
0,497 |
122,4 |
45,9 |
56 |
|
ОА2 |
22,5 |
0,7 |
53,57 |
32,14 |
20 |
|
ОА3 |
20 |
1,049 |
31,7 |
19 |
11,9 |
|
ОА4 |
12,5 |
1,902 |
10,95 |
6,57 |
4,1 |
Через полученные точки С1, С2,…, С7 проводим плавную кривую, которая является характеристикой Wраз3(jщ) для выбранного значения Ти=0,6.
2. Из начала координат проводим прямую ОЕ под углом , характеризующим запас устойчивости по фазе и определяемым как:
. (2.6)
3. С помощью циркуля строим окружность с центром на отрицательной вещественной полуоси, каждая из которых касается одновременно как прямой ОЕ, так и характеристики Wраз3(jщ).Отметим значение радиуса полученной окружности-r=49 мм.
4. Определяем Кр по формуле:
, (2.7)
где: м - масштабный коэффициент равный 0,02
Rо - радиус, определяемый по формуле (2.3);
r - радиус окружности, находящийся методом подбора;
kp=1,026/49*0,02=1,34
Проделаем аналогичные операции для различных значений Ти.
Все результаты вычислений представлены в таблице 3:
Таблица 3
Кр |
1,047 |
2,23 |
3,109 |
|||
Ти |
1 |
1,5 |
2 |
5. В результате в плоскости варьируемых параметров алгоритма Кр и Ти строится граница области заданного запаса устойчивости (приложение 2).
Максимум отношения Кр/Ти, определяющего оптимальную настройку регулятора при низкочастотных возмущениях, соответствует точке пересечения касательной с границей заданного запаса устойчивости, проведённой через начало координат.
Передаточная функция регулятора, после определения координат точки А (Кр.опт = 2,35 и Ти опт = 1,04), имеет вид:
(2.8)
3. РАСЧЕТ ФИЗИЧЕСКИ РЕАЛИЗУЕМОГО КОМПЕНСАТОРА
Одной из главных целей, преследуемых при синтезе автоматической системы, является обеспечение требуемой точности в установившихся и переходных режимах. Эффективным средством устранения противоречия между условиями точности в установившихся и переходных режимах служит компенсация внешних воздействий, осуществления инвариантности.
Система считается инвариантной по отношению к некоторому возмущению, если по окончании переходного процесса, определяемого начальными условиями, сама регулированная величина и ошибка регулирования от возмущения не зависят.
Полное уравнение исследуемой системы имеет вид:
. (3.1)
Чтобы система была инвариантна к возмущающему воздействию, нужно, чтобы вторая дробь стремилась к нулю. Отсюда получаем условие инвариантности выхода к возмущению:
. (3.2)
Тогда передаточная функция компенсатора имеет вид:
. (3.3)
Запишем найденные передаточные функции объекта по управляющему и возмущающему каналам:
, (3.4)
. (3.5)
Определим передаточную функцию компенсатора по формуле (3.3):
.(3.6)
Напишем разложение:
, (3.7)
(3.8)
На практике, как правило, никогда не удается обеспечить условия полной инвариантности (3.3), поэтому стремятся выполнить лишь частичные условия инвариантности, при которых в пределах возможного будет обеспечиваться минимальное отклонение регулируемой величины, вызванное этим возмущением.
Тогда задача сводится к поиску простейшего, технически реализуемого элемента, одним из таких элементов может быть например, звено с передаточной функцией (3.9), где и - значения параметров компенсатора, при которых осуществляются наилучшее из возможных приближений.
Передаточная функция компенсатора имеет вид:
, (3.9)
где k - коэффициент усиления по формуле (3.8)
Тк1 и Тк2, рассчитываем по методу Смольникова приведенном в литературе [3] :
Отсюда передаточная функция компенсатора имеет вид:
(3.10)
4. ПОСТРОЕНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМЕ ПО ЗАДАЮЩЕМУ И ВОЗМУЩАЮЩЕМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ
В соответствии с заданием для проверки правильности выполненных расчётов нужно построить переходные процессы в САУ по задающему воздействию. Расчет переходных характеристик проведем на ПЭВМ частотным методом, суть которого приведена ниже.
На первом этапе по заданной на ЭВМ передаточной функции замкнутой системы Wз(р) рассчитывается вещественная частотная характеристика замкнутой системы. Для этого в выражение Wз(р) подставляют и, меняя частоту от 0 до , вычисляют вещественную часть :
при = 0; 1; 2, …, max. (4.1)
Поскольку практически невозможно вычислить (4.1) для всего диапазона частот от 0 до , приходится ограничиться некоторой максимальной частотой max, которая выбирается таким образом, чтобы при max вещественная частотная характеристика принимала пренебрежимо малые значения, например менее 5% от начального значения Рз(0).
Второй этап расчёта заключается в получении переходного процесса по найденной на первом этапе Рз() в диапазоне 0 max. Для этого используется известное выражение:
при t 0. (4.2)
Интеграл (4.2) вычисляется приближённым (численным) методом для ряда значений времени t: от t = 0 до t = tmax. Максимальное значение времени tmax выбирают таким образом, чтобы к моменту t = tmax переходный процесс y(t) практически закончился.
Для проверки правильности выполненных расчетов рассчитаем переходный процесс в системе по заданию. Для этого воспользуемся уравнением:
, где (4.3)
Рис.1 графике переходные процесы по заданию при оптимальных параметрах и при неоптимальных параметрах
,
По первой части уравнения (4.3) с помощью программы «matlab» строим переходную характеристику по управляющему каналу (рис. 5), по второй части уравнения строим переходную характеристику по возмущающему каналу с компенсатором и без него (рис. 6-7).
Данные для определения показателей качества переходной характеристики по задающему воздействию находим из графика (рис.5).
- статическое отклонение: ; - время регулирования: с;
- перерегулирование:
;
- степень затухания:
;
Из этого следует, что синтезированная САУ отвечает заданным требованиям
Рис.5 График переходной характеристики по управляющему каналу
Определим показатели качества переходной характеристики по возмущающему каналу с компенсатором (рис.6):
- статическое отклонение: ;
- время регулирования: с;
- перерегулирование:
;
- степень затухания:
;
Рис.7. График переходной характеристики по возмущающему каналу без Компенсатора
5. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ЦИФРОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ (НЦУ)
Система автоматического регулирования с НЦУ (рис.8) содержит объект управления и автоматический регулятор. Роль последнего выполняет ЭВМ, снабженная рядом устройств для преобразования сигналов из аналоговой формы в цифровую (АЦП), а также из цифровой формы в аналоговую (ЦАП). На рисунке 8 аналоговые сигналы обозначены как функции времени .
Рис.8. Структурная схема системы НЦУ
Соответствующие цифровые сигналы отличаются от них не только формой представления величин, но и дискретным характером изменения во времени. Изменение во времени цифровых сигналов производится в моменты времени , где - интервал дискретности; . Интервал дискретности выбирается из условия, где - постоянная времени интегрирования непрерывного регулятора.
Алгоритм работы ЭВМ, осуществляющий автоматическое регулирование, может быть получен из уже найденного закона регулирования непрерывного регулятора.
Уравнение регулятора:
Определим интервал дискретности: с.
Управляющее воздействие цифрового регулятора с компенсацией возмущения имеет вид:
. (5.1)
ПИ-закон регулирования имеет вид:
. (5.2)
Компенсирующее воздействие на предыдущем интервале дискретности:
. (5.3)
Подставим числовые значения ПИ-регулятора и интервала дискретности:
,
.
Имеем:
, (5.4)
. (5.5)
Вычтем из уравнения (5.4) уравнение (5.5) и получим:
,
. (5.6)
Учитывая, что и , подставляем их в уравнение (5.6):
] (5.7)
Передаточная функция компенсатора:
, где Кк=0,49, Т1к=2,94, Т2к =7,32
Путем несложных преобразований найдем :
,
,
,
,
. (5.8)
Путем сложения (5.7) и (5.8) окончательно запишем управляющее воздействие цифрового регулятора с компенсацией возмущений:
. (5.9)
Полученное выражение используется для составления программы НЦУ.
Цикл работы НЦУ включает следующие пункты:
-опрос датчиков всех входных величин в дискретные моменты времени Т0, преобразование их в цифровой код с помощью АЦП и ввод в машину;
-расчет управляющего воздействия в соответствии с алгоритмом (5.9);
-проверка полученного управляющего воздействия на безопасность (величина управляющего воздействия проверяется на нахождение в зоне допустимых значений ).
-если это условие выполняется, управляющее воздействие передается на ЦАП, и остается постоянной в течении Т0. Если неравенство не выполняется, то дается сигнализация и происходит отключение автоматики.
Блок схема алгоритма в соответствии с изложенным представлена на рис.9.
Рис.9. Блок-схема алгоритма НЦУ
6. ПОСТРОЕНИЕ САУ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ НЕЧЁТКОЙ ЛОГИКИ
Необходимо составить структурную схему САУ с нечётким компенсатором, подав на него сигналы возмущения f и его производной f'.
На рисунке 10 представлена структурная схема комбинированной системы регулирования с Fuzzy-компенсатором:
Рис. 10. Структурная схема САУ с Fuzzy-компенсатором
Fuzzy-компенсатор содержит три основных блока: F - блок фаззификации БФ, I - блок нечеткого вывода БНВ (блок принятия решений), D - блок дефаззификации БДФ.
Вся информация о стратегии управления заложена в базе знаний в виде правил условного логического вывода: Если….. тогда… Эти правила получаются за счет тщательного изучения ОУ и цели его управления путем анкетного опроса экспертов (технологи-операторы, специалисты по автоматизации).
Центральным звеном является БНВ, в котором нечеткая информация о возмущении f (его производной) формирует нечеткое множество управления.
Выполняется инференц-процедура, в результате которой объединяются выводы нечетких правил, и результатом этого объединения является усеченное множество управляющих воздействий.
БФ преобразует конкретное измеренное значение возмущения с помощью некоторой функции принадлежности в нечеткое множество. В БДФ происходит обратный процесс.
Расчёт управляющего воздействия нечёткого регулятора
Необходимо рассчитать компенсирующее воздействие нечёткого компенсатора u2 для случая, когда = 0,1 и = f1'=0,3. Функция принадлежности возмущающего сигнала f и его первой производной f/ приведена на рисунке 11. Упрощённый алгоритм нечёткого управления представлен следующим правилом:
Правило №1: Если f = ПН И f' = ПБ, тогда Uк = ОБ;
Правило №2: Если f = ОБ ИЛИ f' = ПБ, тогда Uк = ПН.
Если считать, что = 0,25 есть ОБ, то по функции принадлежности находим степень принадлежности к ОБ: . (см. приложение 3)
Если считать, что = 0,3 есть ПН, то по функции принадлежности находим степень принадлежности к ПН: .
Если считать, что = 0,25 есть ОБ, то по функции принадлежности находим степень принадлежности к ОБ: .
Если считать, что = 0,3 есть ПБ, то по функции принадлежности находим степень принадлежности к ПБ: .
На основании правила Мамдани т.к между стоит союз И, то усекаем функции принадлежности на min на уровне, а если между парами стоит союз ИЛИ, усекаем функцию принадлежности управляющего воздействия на max уровне. Полученное нечеткое множество представлено заштрихованной фигурой.
Дефаззификацию выполним по методу центра тяжести. В соответствии с ним, чёткое управляющее воздействие есть абсцисса центра тяжести полученной фигуры .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе выполнен синтез комбинированной САУ техническим объектом, заданным в форме экспериментальных переходных характеристик. Произведен выбор математической модели объекта управления в форме передаточных функций по управляющему и возмущающему каналам, выбран ПИ алгоритм управления и произведен расчет параметров ПИ-регулятора графоаналитическим методом. Рассчитан физически реализуемый компенсатор, обеспечивающий компенсацию возмущений. Построены кривые переходных процессов в системе и определены показатели качества. Осуществлен переход от аналогового (непрерывного) регулятора к НЦУ. Построена САУ с использованием методов нечёткой логики. Рассчитано компенсирующее воздействие нечёткого компенсатора.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лукас В.А. Основы теории автоматического управления. Л.: Недра, 2005г.
2. Медведев Р.Б., Бондарь Ю.Д., Романенко В.Д. АСУ в металлургии. М.: Металлургия, 1987г.
3. Марюта А.Н., Качан Ю.Г., Бунько В.А. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик. М.: Недра, 1983г.
4. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. М.: Издательство МЭИ, 2004.
5. Ротач В.Я., Шавров А.В., Бутырев В.П. Синтез алгоритмов машинного расчета оптимальных параметров систем регулирования. М.: Теплоэнергетика, 1978, №12.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Общая 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 12.06.2012Особенности 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 18.04.2011Синтез системы автоматического управления как основной этап проектирования электропривода постоянного тока. Представление физических элементов системы в виде динамических звеньев. Проектирование полной принципиальной схемы управляющего устройства.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 16.07.2011Определение 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 24.12.2014Принципы функционирования и схемы систем автоматического управления по отклонению и возмущению, их достоинства и недостатки. Построение статистической характеристики газового регулятора давления, влияние его конструктивных параметров на точность работы.
контрольная работа [526,3 K], добавлен 16.04.2012Получение математических моделей системы автоматического управления. Количественный анализ структуры системы в частотной области. Синтез управляющего устройства. Моделирование функционирования САУ с использованием электронно-вычислительной машины.
курсовая работа [487,5 K], добавлен 19.10.2014Идентификация моделей каналов преобразования координатных воздействий объекта управления. Реализация моделей на ЦВМ, подтверждение адекватности. Синтез, анализ системы автоматического регулирования простейшей структуры и повышенной динамической точности.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.04.2013Задачи использования адаптивных систем автоматического управления, их классификация. Принципы построения поисковых и беспоисковых самонастраивающихся систем. Параметры работы релейных автоколебательных систем и адаптивных систем с переменной структурой.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 07.05.2013Расчет 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 03.05.2014Регулирующие системы автоматического управления. Автоматические системы управления технологическими процессами. Системы автоматического контроля и сигнализации. Автоматические системы защиты. Классификация автоматических систем по различным признакам.
реферат [351,0 K], добавлен 07.04.2012Получение расчетных передаточных функций объекта. Методика расчета параметров автоматического регулирования по МПК, МПК с О, ММЧК, построение оптимальных графиков переходных процессов и оценка прямых показателей качества. Анализ полученных результатов.
курсовая работа [172,3 K], добавлен 11.04.2012Выбор 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 18.04.2011Разработка схемы электрической принципиальной математической модели системы автоматического управления, скорректированной корректирующими устройствами. Оценка устойчивости исходной системы методом Рауса-Гурвица. Синтез желаемой частотной характеристики.
курсовая работа [172,1 K], добавлен 24.03.2013Исследование 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 26.08.2014Значение автоматизации для увеличения эффективности производства. Комплексная автоматизация процессов химической технологии. Регулятор, расчет его настроек и выбор типового переходного процесса. Система автоматического управления по программе SamSim.
курсовая работа [536,7 K], добавлен 10.03.2011Разработка системы автоматического управления приводом протягивающего устройства стенда для изучения влияния вибрационного сглаживания на характер фрикционных автоколебаний. Основные параметры двигателя. Моделирование системы автоматического управления.
курсовая работа [537,9 K], добавлен 13.09.2010Конструктивная 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 30.04.2011Характеристика автоматизируемого технологического комплекса. Выбор автоматического устройства управления и накопителя для заготовок и деталей. Разработка системы логико-программного управления технологическим объектом и принципиальной схемы управления.
курсовая работа [1009,8 K], добавлен 13.05.2023Определение 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 21.02.2016Ознакомление с принципами действия автоматических регуляторов температуры для теплицы. Составление математической модели системы автоматизированного управления. Описание и характеристика системы автоматического управления в пространстве состояний.
курсовая работа [806,1 K], добавлен 24.01.2023