Статические характеристики системы управления и ее устройств. Расчет динамического коэффициента регулирования и коэффициента для цепи обратной связи с целью выравнивания масштабов. Определение устойчивости системы методами Ляпунова и Рауса-Гурвица.
Актуальность данной курсовой работы заключается в необходимости более подробного изучения вопроса об уменьшении рабочей силы на производстве и создания нового автоматического программного обеспечения. Автоматическая система управления - совокупность человеческих возможностей и механических средств, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом в соответствии с заданной целью. При управлении всегда происходит преобразование одного вида энергии в другой или изменение потока энергии к объекту. Развитие вычислительной техники привело к созданию больших автоматических систем для управления сложными производственными процессами и целыми отраслями промышленности. Автоматизация производительных процессов - одно из основных направлений технологического прогресса, основа повышения производительности труда, так как позволяет увеличивать производительность технологического оборудования и работоспособность обслуживающего персонала, улучшает качество продукции, повышает безопасность работы, а так же позволяет осуществлять новые высокоинтенсивные процессы, не допустимые при ручном управлении.Создаваемая система должна состоять из объекта управления, датчика, регулятора и исполнительного механизма. Из предложенного набора датчиков, регуляторов, и исполнительных механизмов студент должен выбрать те, которые смогут обеспечить стабильную рабочую точку системы в статическом режиме.В курсовом проекте должны быть выполнены следующие знания: - построить статические характеристики устройств системы управления; определить графическим методом общую статическую характеристику цепи обратной связи - ДРИМ; построить статические характеристики объекта регулирования и системы управления; определить на графиках рабочую точку и угол между статическими характеристиками; рассчитать динамический коэффициент регулирования и определить коэффициент для цепи обратной связи с целью выравнивания масштабов;Объект управления - Это совокупность технологических устройств выполняющих данный процесс с точки зрения управления.В соответствии с заданием курсового проекта имеем статическую характеристику объекта управления, которая описывается уравнением: , где N=8 x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y 0,07 0,14 0,21 0,28 0,34 0,41 0,48 0,55 0,62 0,69 Она описывается следующим уравнением: , где N=8 x 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 y 3,89 2,89 1,89 0,89-0,1-1,1-2,1-3,1-4,1-5,1Для определения общей статической характеристики цепи обратной связи ДРИМ изобразим статические характеристики этих звеньев на общей плоскости (см. приложение рис.1). Для определения результирующей статической характеристики разбиваем ось Хд на равные отрезки: 0-1, 1-2, 2-3,и т.д.Для определения взаимосвязи между статическими характеристиками объекта и ДРИМ изображаю их в одной системе координат. В результате эти две статические характеристики пересекаются в точке А (рис.2). Из теории автоматического управления известно, что если угол при пересечении этих двух статических характеристик равен 90 градусам или близок к нему, то система имеет максимальную стабильность.На этом рисунке по одной из характеристик определяется возможный диапазон изменений входного параметра. Далее эти две точки переносятся на вторую статическую характеристику, и с помощью этой характеристики определяем диапазон изменения выходного параметра.Исходные данные: - уравнение для объекта управления; Подставим уравнение датчика в уравнение для регулятора.передаточная функция исполнительного механизма; Для определения передаточной функции обратной связи необходимо воспользоваться формулой: Wo.c.=Wд(p)Wp(p)Wи.м.(р)Для нахождения временной функции переходного процесса необходимо упростить выражение: Целесообразно исключить из выражения передаточной функции в числителе Для дальнейших исследований функция будет иметь вид: Находим корни уравненияУстойчивость системы можно определить двумя способами: По положению корней характеристического уравнения P1 и P2 из уравненияДля определения воспользуемся выражением передаточной функции всей системы: Т.к.Данный этап курсового проекта позволяет определить свойства и характеристики проектируемой системы управления. Виртуальная модель системы позволяет с помощью графического интерфейса программы получить график переходного процесса каждого звена и всей системы в комплексе. Для решения вопроса по исследованию звеньев буду использовать следующие виды генераторов: - Генератор постоянного сигнала; Преобразователь имеет вход для поступления сигнала и один выход, который обеспечивает передачу сигнала в цепь. Третьим элементом виртуального стенда в курсовом проекте является индикатор, который отображает сигнал в форме удобной для исследователя.
План
Содержание
Введение
1. Общие исходные требования к проекту
2. Функциональная схема САУ
3. Построение статических характеристик устройств системы управления
4. Определение общей результирующей характеристики ДРИМ
5. Построение рабочей точки
6. Расчет динамического коэффициента
7. Определение координат рабочей точки аналитическим способом
8. Расчет динамических параметров системы
9. Определение временной функции переходного процесса
10. Определение устойчивости системы методом Ляпунова
11. Определение устойчивости методом Рауса-Гурвица
12. Исследование характеристик элементов системы управления с помощью виртуального стенда VISSIM
Список литературы
Приложение
Введение
Актуальность данной курсовой работы заключается в необходимости более подробного изучения вопроса об уменьшении рабочей силы на производстве и создания нового автоматического программного обеспечения. Это становится особенно необходимо в эпоху информационных технологий для инновационного развития России. И таким образом можно сделать вывод о том, что автоматизация производства должна являться одним из приоритетных направлений модернизации нашей страны.
Автоматическая система управления - совокупность человеческих возможностей и механических средств, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом в соответствии с заданной целью.
При управлении всегда происходит преобразование одного вида энергии в другой или изменение потока энергии к объекту. При этом на самоуправление расходуется лишь незначительная часть от потока энергии, участвующей в технологическом процессе.
Развитие вычислительной техники привело к созданию больших автоматических систем для управления сложными производственными процессами и целыми отраслями промышленности.
Автоматизация производительных процессов - одно из основных направлений технологического прогресса, основа повышения производительности труда, так как позволяет увеличивать производительность технологического оборудования и работоспособность обслуживающего персонала, улучшает качество продукции, повышает безопасность работы, а так же позволяет осуществлять новые высокоинтенсивные процессы, не допустимые при ручном управлении.
Автоматизация производственных процессов развивалась по пути замены тяжелого физического труда человека работой механизмов. Механизация ручных операций на производственных предприятиях создала предпосылки для передачи технологическим регуляторам операций по управлению производственными процессами.
Автоматизация является качественно новым этапом в совершенствовании производства. Основные обязанности человека в этом случае - наблюдение за параметрами процесса и выполнение нештатных операций. Применение средств автоматизации позволяет увеличить число агрегатов и механизмов, обслуживаемых одним человеком. Основные операции, которые выполняет человек в этом процессе, включение и отключение агрегатов, а в случае возникновения нештатных ситуаций отключение регуляторов и принятие на себя функций регулирования. Для этого он пользуется средствами операционного управления механизированными приводами различных регулирующих органов, применение средств технологической защиты, блокировки и автоматического включения резервных механизмов позволяет автоматизировать и сам процесс ликвидации аварийных положений.
При автоматизации одной области промышленности возникает потребность в перестройке технологии, аппаратуры и организации в смежной области. Автоматизация приносит наибольший эффект тех случаях, когда технологии, аппаратуры и организации в смежной области.
Проведение анализа модели, т е изучение свойств и характеристик системы, определение ее работоспособности и быстродействия. Данный этап проводится с целью выявления вопроса о способности системы решать поставленную задачу. Синтез системы управления - это процесс теоретического контролирования на данном этапе оптимизируются параметры и структуры системы управления для того что бы обеспечить требуемые качества управления.
Список литературы
1. Горшков Б.И. «Автоматическое управление». М.: Издательский центр «Академия», 2003г.
2. Соломенцев Ю.М. «Теория автоматического управления», М.: машиностроение,2001 г.
3. Практикум по теории управления в среде MATLAB, учебное пособие, Москва 2001 г.
4. Б.В. Шандаров, А.А. Шапарин, А.Д. Чудаков. Автоматизация производства (металлообработка). М. Учебник.
5. А.П. Белоусов, А.И. Дащенко «Основы автоматизации производства в машиностроении». Издательство «Высшая школа».
