Анализ системы автоматического управления
Определение передаточных функций разомкнутой системы и замкнутой единичной отрицательной обратной связью концепции. Особенность построения амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик изолированной и сомкнутых систем автоматического управления.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.01.2018 |
| Размер файла | 396,2 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 автономное образовательное учреждение высшего образования
Национальный исследовательский ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС» НОВОТРОИЦКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра электроэнергетики и электротехники
Курсовая работа
по дисциплине: «Теория автоматического управления»
Тема: «Анализ системы автоматического управления»
Выполнил:
Орлов А.С.
Проверил:
Лицин К.В.
Новотроицк 2016 г
На рис. 1 представлена общая разомкнутая структура системы автоматического управления.
Рис.1 Функциональная схема системы управления
Исходные данные по вариантам приведены в табл. 1.
Таблица 1 - Исходные данные
|
Вариант |
W1(p) |
W2(p) |
W3(p) |
|
|
7 |
Параметры звеньев:
k1=100; T1=0,25; ; ;
k2=125; T2=0,025; ; ;
k3=150; T3=0,0025; ;
Задание
Написать уравнения, передаточные функции элементов. Составить структурную схему. Определить передаточные функции разомкнутой системы и замкнутой единичной отрицательной обратной связью системы.
Построить частотные характеристики (АЧХ, ФЧХ) разомкнутой и замкнутых систем. Определить запасы по фазе и амплитуде. Вручную построить ЛАЧХ разомкнутой системы.
Исследовать систему на устойчивость. Представить теоретическое описание критериев устойчивости. Определить устойчивость системы по критерию Гурвица и критерию Михайлова. Определить запасы устойчивости.
Найти передаточную функцию по ошибке . Определить коэффициенты ошибок. Найти установившуюся ошибку x(t) при функции входного сигнала xВХ(t) = 1; t; t2.
Построить переходную характеристику. Определить показатели качества (время регулирования, перерегулирование, время нарастания, колебательность переходного процесса). В случае неустойчивой системы ввести дополнительный блок ПИ-регулятора. Настроить его для получения устойчивого переходного процесса.
Решение
1.Передаточные функции разомкнутой системы
>>w1=tf([100],[0.25 1])
w1 =
100
----------
0.25 s + 1
Continuous-time transfer function.
>> w2=tf([1],[0.05 1])
w2 =
1
----------
0.05 s + 1
Continuous-time transfer function.
>> w3=w1*w2
w3 =
100
----------------------
0.0125 s^2 + 0.3 s + 1
Continuous-time transfer function.
Передаточная функция замкнутой единичной отрицательной обратной связью системы.
>> w4=tf([125],[0 1])
w4 =
125
Static gain.
>> w5=tf([0.075 150],[0.0025 1])
w5 =
0.075 s + 150
-------------
0.0025 s + 1
Continuous-time transfer function.
>> w=w3*w4*w5
w =
937.5 s + 1.875e06
------------------------------------------
3.125e-05 s^3 + 0.01325 s^2 + 0.3025 s + 1
,
w6=w/1+w
w6 =
0.05859 s^4 + 142 s^3 + 5.025e04 s^2 + 1.136e06 s + 3.75e06
--------------------------------------------------------------------------------------
9.766e-10 s^6 + 8.281e-07 s^5 + 0.0001945 s^4 + 0.008079 s^3 + 0.118 s^2 + 0.605 s + 1
,
2. Частотные характеристики разомкнутой системы.
Запас по амплитуде: -81.3
Запас по фазе: -15.2
Частотные характеристики замкнутой системы.
Запас по амплитуде: -87.3
Запас по фазе: -11.2
2.1 Построение ЛАЧ разомкнутой системы.
2.1.1 Приведем передаточную функцию разомкнутой системы к виду:
,
,
Подставим значения:
,
Вычислим 20lgk и W:
,
,
2.1.3 Найдем асимптоты.
1 асимптота:
2 асимптота:
3 асимптота:
4 асимптота:
5 асимптота:
3. Исследовать разомкнутую систему на устойчивость по критерию Гурвица. связь амплитудный частотный автоматический
,
,
условие выполняется.
,
Условие выполняется.
,
Условие выполняется.
Система устойчива.
Исследовать разомкнутую систему на устойчивость по критерию Михайлова.
,
,
,
+1,
,
,
Так как полученный график охватывает 3 квадранта и старшая степе равна 3, то система устойчива.
|
щ |
U |
V |
|
|
0 |
1 |
0 |
|
|
8.68 |
0 |
2.61 |
|
|
98.39 |
-128.28 |
0 |
4. Найдем передаточную функцию по ошибке We
,
,
,
Статическая ошибка:
,
Динамическая ошибка:
Ошибка по ускорению:
5. Построим переходную характеристику.
,
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Расчет передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы автоматического регулирования при отрицательной единичной обратной связи. Исследование характеристик САР: амплитудно-фазовой частотной, АЧХ, ФЧХ, логарифмической амплитудно-частотной и ЛФЧХ.
контрольная работа [709,2 K], добавлен 06.12.2010Определение передаточных функций разомкнутой и замкнутой систем. Оптимизация следящей системы по параметру, с использованием критерия минимума среднего квадрата ошибки. Построение логарифмической амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик системы.
курсовая работа [394,7 K], добавлен 05.06.2011Выбор двигателя, усилителя мощности, составление передаточных функций системы слежения, расчет последовательного корректирующего звена методом амплитудно-частотной характеристики для моделирования переходных процессов в системе автоматического управления.
курсовая работа [184,6 K], добавлен 28.08.2010Преобразование исходной структурной схемы линейной системы автоматического регулирования. Определение с использованием критерия Найквиста устойчивости замкнутой системы. Построение амплитудно-фазовой частотной характеристики разомкнутой системы.
контрольная работа [795,6 K], добавлен 27.03.2016Структура замкнутой линейной непрерывной системы автоматического управления. Анализ передаточной функции системы с обратной связью. Исследование линейной импульсной, линейной непрерывной и нелинейной непрерывной систем автоматического управления.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 16.01.2011Проведение анализа замкнутой системы на устойчивость. Определение передаточной функции разомкнутой системы и амплитудно-фазовой частотной характеристики системы автоматического управления. Применение для анализа критериев Гурвица, Михайлова и Найквиста.
контрольная работа [367,4 K], добавлен 17.07.2013Назначение и условия эксплуатации локальной системы автоматического управления (ЛСАУ). Подбор элементов и определение их передаточных функций. Расчет датчика обратной связи и корректирующего устройства. Построение логарифмических характеристик системы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 09.03.2012Передаточная функция разомкнутой системы. Анализ устойчивости системы автоматического управления. Амплитудно-фазовая частотная характеристика системы. Критерий устойчивости Гурвица. Анализ переходного процесса при подаче ступенчатого воздействия.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.10.2012Поиск передаточных функций разомкнутой и замкнутой систем, замкнутой системы по ошибке и возмущению. Точность отработки входных воздействий. Устойчивость по критерию Гурвица. Выбор регулятора и уточнение его параметров. Значения динамических показателей.
контрольная работа [40,9 K], добавлен 04.03.2014Выбор двигателя, усилителя мощности, фазового детектора, редуктора, расчет передаточных функций, построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики нескорректированной системы и корректирующего звена для проектирования системы слежения.
курсовая работа [384,1 K], добавлен 29.08.2010Определение передаточных функций системы по управляющему сигналу и по помехе для системы радиоавтоматики. Построение логарифмических и графических амплитудно-фазовых, амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик разомкнутой системы радиоавтоматики.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 02.01.2009Общие принципы построения систем автоматического управления, основные показатели их качества. Передаточная функция разомкнутой и замкнутой систем. Определение устойчивости системы. Оценка точности отработки заданных входных и возмущающих воздействий.
реферат [906,1 K], добавлен 10.01.2016Определение передаточных функций звеньев системы автоматического регулирования (САР). Оценка устойчивости и исследование показателей качества САР. Построение частотных характеристик разомкнутой системы. Определение параметров регулятора методом ЛАЧХ.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 31.05.2013Выполнение синтеза и анализа следящей системы автоматического управления с помощью ЛАЧХ и ЛФЧХ. Определение типов звеньев передаточных функций системы и устойчивости граничных параметров. Расчет статистических и логарифмических характеристик системы.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 01.12.2010Анализ устойчивости системы автоматического управления с применением алгебраического и частного критериев устойчивости. Составление передаточной функции разомкнутой и замкнутой САУ. Оценка ее точности в вынужденном режиме, качество переходного процесса.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 02.06.2013Расчёт линейной, нелинейной, дискретной, стохастической систем автоматического управления. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем. Расчёт следящей системы. Расчет динамики системы с помощью теоремы Сильвестра. Наличие автоколебаний.
курсовая работа [9,9 M], добавлен 10.01.2011Нахождение передаточных функций элементов системы. Исследование ее устойчивости. Построение амплитудно-фазочастотных характеристик. Определение точности и качества системы по логарифмическим характеристикам и переходному процессу. Настройка регулятора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 02.07.2014Расчет передаточной функции разомкнутой и замкнутой цепи. Построение переходного процесса системы при подаче на вход сигнала в виде единичной ступеньки. Исследование устойчивости системы по критерию Гурвица и Михайлова. Выводы о работоспособности системы.
контрольная работа [194,0 K], добавлен 19.05.2012Частотные показатели качества системы автоматического управления в переходном режиме. Полный анализ устойчивости и качества управления для разомкнутой и замкнутой систем с помощью критериев Гурвица и Найквиста, программных продуктов Matlab, MatCad.
курсовая работа [702,6 K], добавлен 18.06.2011Расчет коэффициента усиления системы автоматического управления (САУ). Определение передаточной функции исходной САУ, проверка на устойчивость и моделирование переходных характеристик. Построение частотных характеристик эквивалентной разомкнутой САУ.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 16.04.2014
