Передаточные функции замкнутой и разомкнутой систем автоматического управления. Исследование их устойчивости по критерию Гурвица и годографу Найквиста. Дифференциальное уравнение замкнутой САУ. Построение вещественной и мнимой частотных характеристик.
Аннотация к работе
Целью выполнения курсовой работы по курсу «Теория автоматического управления» является нахождение параметров качества переходных процессов, построение регулятора в пакете MATLAB, определение устойчивости, закрепление теоретических знаний и получение навыков расчета временных и частотных характеристик систем автоматического управления (САУ).Построить АХЧ, ФЧХ, АФЧХ, ЛАЧХ, ЛФЧХ системы в разомкнутом состоянии. Для получения разомкнутой передаточной функции системы требуется удалить из схемы САУ главную обратную связь и найти общую передаточную функцию разомкнутой системы Wp(p) без ее учета. Передаточная функция разомкнутой системы: Подставив цифровые значения для передаточной функции, и используя законы преобразования, получим: Связь между разомкнутой передаточной функцией и замкнутой определяется из следующего выражения: Подставим цифровые данные для передаточной функции и приведем к общему знаменателю: Реализация в Matlab (Wr - разомкнутая передаточная функция, Wz-замкнутая передаточная функция): >> W1=tf([1.0]) Имеется замкнутая передаточная функция: Для записи дифференциального уравнения по заданной передаточной функции, перепишем ее в соответствии с определением: Полученное выражение преобразуем к следующему виду и раскроем скобки: В полученном уравнении произведем замену оператора , что соответствует обратному преобразованию Лапласа, и получим результирующее дифференциальное уравнение: 1.3 Построить АХЧ, ФЧХ, АФЧХ, ЛАЧХ, ЛФЧХ системы в разомкнутом состоянии Определим амплитудно-частотную характеристику (АЧХ): Определим фазово-частотную характеристику (ФЧХ): Построим АЧХ и ФЧХ разомкнутой системы, выполнив в пакете MATLAB следующие команды: >> w = linspace (0, 10, 100)Для того, чтобы качества переходного процесса САУ отвечали необходимым требованиям, воспользуемся средствами Matlab для проектирования регулятора замкнутой функции: >>h= tf([45 30 0],[6.75 15.75 59.25 36.75 1.5]) Создаем передаточную функцию h как объект tf (объект, описывающий передаточную функцию). h = 45 s^2 30 s Continuous-time transfer function. Импортируем передаточную функцию замкнутой САУ как базовую модель для блока G. В разделе Control and Estimation Tools Manager модуля SISO Tool выбираем раздел Automated Tuning-метод проектирования PID Tuning.В данной курсовой работе по курсу «Теория автоматического управления», с помощью математического программного обеспечения в виде пакета MATLAB, овладели методами анализа устойчивости и точности непрерывных и дискретных САУ, а также методами синтеза САУ на основе частотных методов и методов пространства состояний, закрепили теоретические знания и получили навыки расчета временных и частотных характеристик систем автоматического управления (САУ), определили запасы устойчивости, нашли параметры качества переходного процесса, построили регулятор.
План
Содержание
Введение
1. Исследование частотных характеристик САУ и ее устойчивости
1.1 Составить передаточные функции замкнутой и разомкнутой САУ
1.3 Построить АХЧ, ФЧХ, АФЧХ, ЛАЧХ, ЛФЧХ системы в разомкнутом состоянии
1.4 Построить вещественную и мнимую частотные характеристики разомкнутой системы
1.5 Исследовать устойчивость системы в разомкнутом состоянии по критерию Гурвица
1.6 Определить запасы устойчивости замкнутой системы по годографу Найквиста
2. Построение регулятора
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Целью выполнения курсовой работы по курсу «Теория автоматического управления» является нахождение параметров качества переходных процессов, построение регулятора в пакете MATLAB, определение устойчивости, закрепление теоретических знаний и получение навыков расчета временных и частотных характеристик систем автоматического управления (САУ).
Вывод
В данной курсовой работе по курсу «Теория автоматического управления», с помощью математического программного обеспечения в виде пакета MATLAB, овладели методами анализа устойчивости и точности непрерывных и дискретных САУ, а также методами синтеза САУ на основе частотных методов и методов пространства состояний, закрепили теоретические знания и получили навыки расчета временных и частотных характеристик систем автоматического управления (САУ), определили запасы устойчивости, нашли параметры качества переходного процесса, построили регулятор.
Список литературы
1.Бесекерский В.А. и др. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления. - М.: Наука, 1978. - 510 с.
2. Гусев А.Н., Вьюжанин В.А., Закаблуковский В.Д. Основы теории автоматического управления. - Самара :Самар. аэрокосм. ун-т, 1996. - 110 с.
3. Д.Сю, Мейер А. Современная теория автоматического управления и ее применение. - М.: Машиностроение, 1972. - 552 с.
4. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. - М.: Машиностроение, 1978. - 736 с.
5. Кузин Л.Т. Расчет и проектирование дискретных систем управления. - М.: Гос.науч.-техн. изд-во машиностроительной литры, 1962. - 672 с.