Расчет и моделирование системы автоматического управления длиной дуги плавильного агрегата - Курсовая работа

В настоящее время трудно указать какую-либо отрасль народного хозяйства, где не нашла бы применение автоматика. Управление производственными процессами, машинами и механизмами, роботами-манипуляторами, транспортными и энергетическими установками немыслимо без широкого использования автоматических устройств регулирования и управления.Wky (p) - передаточная функция корректирующего устройства. Woc (p) - передаточная функция обратной связи. Передаточные функции отдельных звеньев.2.1 Передаточная функция разомкнутой САУ: 2.2 Передаточная функция замкнутой САУ по управляющему воздействию: 2.3 Передаточная функция САУ по ошибки от управляющего воздействия: 2.4 Передаточная функция САУ по возмущающему воздействию: 2.5 Передаточная функция САУ по ошибки от возмущающего воздействия: характеристическое уравнение разомкнутой САУ: 2.6 Сравнение характеристических уравнений замкнутой и разомкнутой САУ: характеристическое уравнение замкнутой САУ: Характеристические уравнения замкнутой и разомкнутой систем имеют одинаковый порядок и одинаковые коэффициенты, а отличаются только свободным членом.Чтобы дать заключение о качестве работы замкнутой САУ построим а. ф. х., л. а. х. и л. ф. х. разомкнутой нескорректированной системы Передаточная функция разомкнутой САУ: Заменим р на i*w: Разделим на мнимую и действительную части: Действительная часть: Мнимая часть: W (jw) = P (w) IQ (w) - а. ф. х. (годограф Найквиста), Рис.3.1 АФХ разомкнутой САУ.Для определения амплитуды и частоты возможных автоколебаний при введении в САУ нелинейности, необходимо построить а. ф. х системы, а также годограф нелинейного звена. По точке пересечения графиков находим амплитуду и частоту автоколебаний. Введем в нескорректированную САУ нелинейность заданного типа (рис.4.2) и определим возможные частоту и амплитуду автоколебаний.Для устойчивости системы необходимо, чтобы а. ф. х. разомкнутой системы при изменении частоты от 0 до бесконечности не охватывала точку с координатами (-1,j0). Если а. ф. х. разомкнутой системы проходит через точку с координатами (-1,j0), то система будет нейтральнойДля построения кривой D-разбиения по параметру характеристическое уравнение замкнутой САУ: Представляется в виде: где - полином, не содержащий параметр ; - полином в который линейно входит параметр , по которому выделяется область устойчивости. Подставим p= i•? и определим параметр : Строим на комплексной плоскости кривую Кпр и штрихуем одинарной штриховкой для определения претендента на область устойчивости. Кривая D-разбиения по 1-му параметру штрихуется одинарной штриховкой слева, если двигаться по границе устойчивости в направлении возрастания от - ? до ?. Претендентом на область устойчивости является та, которая имеет наименьшее количество правых корней.По требуемым значениям построим логарифмические частотные характеристики передаточных функций. Передаточная функция нескорректированной САУ: Передаточная функция желаемой САУ: Графически поиск передаточной функции последовательного корректирующего устройства показан на рис.7.1. Полученная передаточная функция может быть представлена в виде пяти звеньев: При схемной реализации корректирующей цепи целесообразно пользоваться таблицами RC-цепей. Здесь возможен вариант, когда цепь коррекции является совокупность ряда табличных цепей, т.е. корректирующая цепь составляется из последовательных каскадов, моделирующих типовые передаточные функции. Разобьем передаточную функцию корректирующего устройства на несколько простых звеньев.Метод построения кривой переходного процесса заключается в том, что построенную вещественную характеристику исследуемой системы разбивают на ряд трапеций, приближенно заменяя кривые линии прямолинейными отрезками, так чтобы при сложении ординат всех трапеций получилась исходная характеристика. В зависимости от ci определяем интервал времени Dtтабл?для расчета по таблицам hc ? функций. По вычисленному ci и выбранному Dtтабл находим по таблице соответствующие значения hc ?функций. Откладывая по оси t значения тист, а по оси ординат значения hdihci получим составляюшие переходных процессов xi (t) для каждой из трапеций. Разобьем данный график на три трапеции (рис 8.2) и построим переходный процесс.Вычислим интеграл с помощью рекуррентной формулы для астатической САУ: Запишем коэффициенты: Интегральную оценку запишем в виде: Так как данный интеграл имеет конечное значение, то переходный процесс по ошибке регулирования при подаче на вход линейно нарастающего сигнала будет затухающим.Составим в SYAN скорректированную САУ имеющую следующую передаточную функцию разомкнутой системы: Представим ее в виде удобном для математического описания. Модель САУ содержащая только идеальные интеграторы показана на рис.10.1. Модель скорректированной САУ на идеальных интеграторах.Определить установившееся значение ошибки возмущающего воздействия f (t) можно используя предельное свойство преобразования Лапласа: где Wef (p) - передаточная функция по ошибке скорректированной системы от возмущающего воздействия.В процессе

Содержание

Введение

1. Структурная схема САУ

2. Передаточные функции САУ

3. Заключение о качестве работы замкнутой системы

4. Определение возможных автоколебаний при введении в САУ нелинейности

5. Проверка устойчивости нескорректированной системы по критерию Найквиста

6. Построение границы устойчивости по методу D - разбиения

7. Определение параметров корректирующего устройства

8. Построение переходного процесса

9. Оценка качества работы системы с использованием квадратичной интегральной оценки

10. Моделирование системы

11. Определение ошибки от возмущающего воздействия скорректированной системы

Заключение

Список использованных источников

В настоящее время трудно указать какую-либо отрасль народного хозяйства, где не нашла бы применение автоматика. Управление производственными процессами, машинами и механизмами, роботами-манипуляторами, транспортными и энергетическими установками немыслимо без широкого использования автоматических устройств регулирования и управления.

Теория автоматического управления является наукой о принципах построения систем автоматического управления. Ее выводы применимы для любых САУ независимо от назначения, физической природы и конструктивного исполнения. Создание современных систем и их эксплуатация становятся невозможными без знаний этой научной дисциплины.

Целью данной курсовой работы является развитие и совершенствование у студента навыков построения и расчета систем автоматического управления. В процессе выполнения работы студент получает практические навыки применения основных положений ТАУ при решении конкретных задач анализа синтеза линейных и нелинейных САУ.