Определение устойчивости и оценки качества систем управления. Расчет устойчивости Гурвица. Моделирование переходных процессов. Задание варьируемого параметра как глобального. Формирование локальных критериев оптимизации. Исследование устойчивости СУ.
Аналитические исследования целого ряда проблем, которые относятся к предмету теории управления, можно обнаружить еще в работах И. Лагранжа и других известных ученых, а история искусственных регуляторов и автоматически действующих систем самой разнообразной физической природы восходит к началам цивилизации. Тем не менее, возникновение теории управления (регулирования) как самостоятельной науки принято связывать с первыми публикациями в этой области Дж.К. В середине ХХ века развитие технического оснащения всех отраслей человеческой деятельности, усложнение процессов, подлежащих управлению, и повышение требований к качеству автоматических систем привело к изменению облика теории управления. Кибернетика как наука о связи и управлении, выдвигающая на передний план информационную сторону исследуемых динамических систем (в противовес их физическим особенностям), инициировала новый взгляд на процессы управления как процессы обмена и обработки информации.Освоить отдельные понятия и вопросы теории управления (корректирующие элементы, структурно-неустойчивые системы, жесткие и гибкие обратные связи в качестве корректирующих элементов, введение в закон регулирования производных и интегралов, применение астатических звеньев в качестве корректирующих элементов; оптимальный переходный процесс; критерий оптимальности; интегральные методы оценки качества систем);Структурная схема исходной СУ представлена на рисунке 1Объект управления с передаточной функцией W2(р) соответствует типовому колебательному звену с параметрами: k1 = 5; k2 = 10; T2 = 2.5. Местная обратная связь с передаточной функцией W3(р) соответствует типовому апериодическому звену 1-го порядка с параметрами k3 = 1; T3 = 4.Определим передаточную функцию системы и обозначим вход и выход анализируемого фрагмента схемы через Y1 и Y2 соответственно. Результаты расчета передаточной функции представлены на рисунке 4. Запишем передаточную функцию W(p) разомкнутой СУ: Вывод: передаточная функция соответствует статической системе, т.к. при x(t)=const eyct принципиально не равна нулю.Характеристическое уравнение: Строится главный определитель Гурвица и его диагональные минорыПри активной закладке «Основные» выбираем численный метод, например, Рунге-Кутта 45 модиф. и вводим параметры расчета, представленные на рисунке7. Далее необходимо переместить курсор на командную кнопку «Да» и щелкнуть левой кнопкой мыши: запускается созданная задача на счет.Процедура задания глобального параметра выполняется в окне редактор глобальных параметров проекта.Для этого через окно «Открытие субмодели» выберем файл time_p_p.. Выше описанная схема с измерителем времени ПП представлена на рисунке 9. Далее необходимо перенести курсор на субмодель и открыть субмодельное Схемное Окно, представлено на рисунке 10. Откроем диалоговое окно «Параметры оптимизации», перейдем на вкладку «Критерии», где необходимо ввести данные, представленные на рисунке 12. В меню «Оптимизация» выберем опцию «Расчет»: появилось окно «Результаты оптимизации», представленное на рисунке 13.В Схемное Окно поставили 2 блока «В память» и провели к ним линии связи, представленные на рисунке 15. В меню «Анализ» выбрали пункт «Частотный анализ. В открывшемся диалоговом окне «Параметры частотного анализа» ввели значения первых 3-х параметров, указанных на рисунке 16. Далее указали характеристики, представленные на рисунке 17. Полученные графики представлены на рисунке 18.Произведен анализ исходной схемы, исследование устойчивости и оценки показателя качества СУ в переходном и установившемся режимах. Корректирующее устройство было проанализировано, и включено в цепь с помощью местной обратной связи.
План
Содержание
Введение
1. Цель работы
1.1 Задание на курсовую работу
2. Анализ исходной системы
3. Исследование влияния корректирующих элементов СУ
4. Расчет устойчивости Гурвица
5. Моделирование переходных процессов
6. Задание варьируемого параметра как глобального
7. Формирование локальных критериев оптимизации
8. Исследование устойчивости СУ
Заключение
Введение
Аналитические исследования целого ряда проблем, которые относятся к предмету теории управления, можно обнаружить еще в работах И. Ньютона, Л. Эйлера, Ж. Лагранжа и других известных ученых, а история искусственных регуляторов и автоматически действующих систем самой разнообразной физической природы восходит к началам цивилизации. Тем не менее, возникновение теории управления (регулирования) как самостоятельной науки принято связывать с первыми публикациями в этой области Дж.К. Максвелла («On Governors», 1868) и И.А. Вышнеградского («Об общей теории регуляторов», 1876), предложивших научное обоснование некоторых проблем устойчивости динамических систем.
В середине ХХ века развитие технического оснащения всех отраслей человеческой деятельности, усложнение процессов, подлежащих управлению, и повышение требований к качеству автоматических систем привело к изменению облика теории управления. В этом немалую роль сыграли кибернетика и развитие средств вычислительной техники. Кибернетика как наука о связи и управлении, выдвигающая на передний план информационную сторону исследуемых динамических систем (в противовес их физическим особенностям), инициировала новый взгляд на процессы управления как процессы обмена и обработки информации. Это сразу же выявило необходимость более интенсивного развития математического аппарата для их описания и удобство временных методов исследования систем. Повышенное внимание, уделяемое аналитическому (математическому) описанию динамических процессов, является ключевой особенностью современной теории управления как науки, впитавшей в себя целый ряд подходов, развитых ранее в механике и математике (работы Ж. Лагранжа, Л. Эйлера, В.Р. Гамильтона, А. Пуанкаре, А.М. Ляпунова и многих других).
Интенсивное развитие во второй половине ХХ века вычислительной техники и информатики предоставило необходимый технический аппарат для реализации сложных алгоритмических процедур и практической организации совершенных процессов управления сложными системами, а развитие робототехники, механотроники и других инженерных дисциплин - широкую базу внедрения теории в практику электромеханических и физических систем нового поколения.
Теория автоматического управления ХХІ века является основной кибернетической дисциплиной, тесно связанной с новейшими достижениями математики и информатики.
Системы управления автоматизированным производством, системами, представляются объектами, способными к автоматической адаптации относительно окружающей среды и условий эксплуатации.
Вывод
В результате работы была разработана СУ.
Произведен анализ исходной схемы, исследование устойчивости и оценки показателя качества СУ в переходном и установившемся режимах.
Для данной системы было создано корректирующее устройство. Корректирующее устройство было проанализировано, и включено в цепь с помощью местной обратной связи. Полученная откорректированная система была проанализирована, она имеет рекомендуемое время регулирования.
Были построены ЛЧХ и ФЧХ системы, годограф Найквиста.
Была проведена коррекция СУ и ее параметрическая оптимизация при нулевых начальных условиях и ступенчатом входном воздействии с учетом ограничений.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
