Проектирование системы автоматического регулирования. Синтез регулятора - Курсовая работа

Министерство Высшего и Среднего Специального Образования Республики Узбекистан Ташкентский Государственный Технический Университет им.Абу Рейхана Беруний1.6 Постановка задачи синтеза 1.7 Построение низкочастотного участка желаемой ЛАЧХ 1.8 Построение среднечастотного участка желаемой ЛАЧХ 1.11 Коэффициенты ошибок скорректированной САРОсновные требования к системе Коэффициент ошибки при воспроизведении сигнала с постоянной скоростью () - не более 0.006; эффективная полоса частот () - 0.8 Гц; Время регулирования () - не более 0.12 с; Параметры неизменяемой части системы Зона линейности усилителя мощности по входу - ± 6 В; Система содержит последовательно включенные усилитель мощности (УМ), объект управления с исполнительным приводом (ОУ) и датчик обратной связи (ДОС).Проектирование любой системы начинается с анализа исходных данных. В техническом задании на рисунке ТЗ.1 приведена функциональная схема располагаемой неизменяемой части системы. Т.е. предполагает наличие цели - значения выходной величины, которого система должна достигнуть, минуя переходный процесс. На вход неизменяемой части системы должен подаваться сигнал ошибки, представляющий собой разность между заданием и текущим положением ОУ, характеризуемым ДОС.Функциональная схема проектируемой САР имеет вид замкнутого контура с отрицательной обратной связью. Разомкнутая система содержит корректирующее устройство (КУ), усилитель мощности (УМ), объект управления (ОУ) и датчик обратной связи (ДОС). Параметры и характеристики каждого звена приведены в техническом задании. В передаточной функции (ПФ) ОУ присутствует один нулевой полюс, вследствие чего полученная линейная система является астатической с порядком астатизма ? = 1. Нижняя ветвь структурной схемы, соответствующая сигналу Y, в большинстве случаев может не учитываться, поскольку анализ и синтез ведется преимущественно по отношению к сигналу с ДОС.В техническом задании требования к точности системы указаны в виде максимального значения коэффициента ошибки С1, соответствующего скорости изменения входного сигнала. Коэффициентами ошибок называются коэффициенты разложения передаточной функции системы по ошибке в ряд по степеням s. Найдем коэффициент C1 исследуемой САР. Т.е данный коэффициент ошибки зависит только от коэффициента усиления разомкнутой системы.Для исследования устойчивости системы воспользуемся алгебраическим критерием Гурвица. Для применения этого критерия необходимо получить характеристическое уравнение исследуемой САР. Характеристическое уравнение замкнутой системы можно получить, если сложить полиномы числителя и знаменателя ПФ разомкнутой системы (1.3). Все полученные коэффициенты характеристического уравнения положительные, что позволяет говорить о выполнении необходимого условия устойчивости. Таким образом, при выборе коэффициента передачи разомкнутой системы равным найденному по формуле (1.12) минимальному значению Kmin мы получим устойчивую систему, удовлетворяющую требованиям по точности.При этом могут рассматриваться характеристики как разомкнутой, так и замкнутой систем. Однако система является астатической, а в этом случае применение критерия Найквиста в приведенной выше формулировке затруднено. Основными частотными показателями качества являются: 1) Запасы устойчивости по амплитуде и фазе - и , 2) Частоты среза разомкнутой и замкнутой систем - и , 3) Показатель колебательности - M, 4) Частоты амплитудного и фазового резонансов - и , 5) Граничная частота полосы пропускания -. По величине запаса устойчивости по амплитуде можно определить критический коэффициент усиления разомкнутой системы, при котором замкнутая система попадет на границу устойчивости. ЛЧХ корректирующего устройства в случае последовательного его включения находятся как разность между ЛЧХ желаемой и располагаемой систем.В результате проделанной работы для заданной в ТЗ системы было синтезировано КУ - регулятор, позволяющий достичь требуемого качества. По результатом сравнения полученных КУ был выбран лучший регулятор, имеющий более простую структуру и высокие показатели качества. После выполнения синтеза КУ скорректированная САР всевозможными образами исследовалась на качество. Были рассмотрены частотные, корневые, прямые показатели качества. Данные области позволяют рационально подходить к выбору параметров системы, влияющих на ее качество.% Структура под заданные показатели качества и тестовые сигналы K_min = 1 / Zad.C1; % Минимальный коэффициент усиления разомкнутой системы "вход-выход ДОС" Kr_min = K_min / Ku / K0 / Kdos; % Минимальный коэффициент усиления регулятора RS.T(1) = Ta; RS.wc(1) = 1 / RS.T(1); RS.lgwc(1) = log10(RS.wc(1)); ZHS.wc(2) = 10^( (20*log10(ZHS.K * ZHS.wc(1)) - ZHS.L1) / 40 ); ZHS.T(2) = 1 / ZHS.wc(2); ZHS.lgwc(2) = log10(ZHS.

Содержание

Техническое задание

Введение

1. Анализ неизменяемой части системы

1.1 Составление модели системы управления

1.2 Определение коэффициента передачи регулятора

1.3 Анализ устойчивости исходной системы