Синтез комбинированной системы автоматического управления - Курсовая работа

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» Тема: Синтез комбинированной САУДля их осуществления возникла необходимость в автоматическом управлении, так как сам человек не всегда может обеспечить протекание технологического процесса в соответствии с необходимыми для этого требованиями. Современное производство постоянно увеличивает единичные мощности агрегатов и установок, требования к выпускаемой продукции и безопасности обслуживающего персонала; не последнюю роль играет экономическая сторона производства. Промышленные объекты управления, как правило, представляют собой сложные агрегаты, имеющие множество входных и выходных величин, характеризующих технологический процесс. Зависимость величин нелинейная, изменение одной приводит к изменению других, поэтому возникает трудность в математическом описании такой системы, и, как результат, синтезе автоматической системы регулирования (АСР). Комбинированная САУ состоит из двух систем: разомкнутой системы с воздействием по возмущению и замкнутой системы автоматического управления с воздействием по отклонению.Объекты с самовыравниванием аппроксимируют передаточными функциями с введением звена запаздывания. Далее определяем параметры передаточной функции по управляющему каналу (приложение 1, рис.1): Канал u-y коб = hyct =0,64 ; to = 3,3 с; То = 6,3 с; h(тп) = 0,18; тп = 5 с; Подставив числовые значения в формулу (1.3) получим четвертую математическую модель объекта управления (рис.1, кривая 4): Модель 6 Задача математического описания в этом случае заключается в поиске таких Та1, Та2 и , при которых кривая (рис.1, кривая 6) максимально приближается к истинной экспериментальной кривой. По известному значению =0,28 =5, т.к b>0,265 проводим дополнительную касательную, для которой =0,125 находим значение , после чего определяем , и, следовательно: Подставив числовые значения в формулу (1.5), получим шестую математическую модель: Модель 7В качестве показателя оптимальности АСР принимается минимум интеграла от квадрата ошибки системы при действии на объект наиболее тяжелого ступенчатого возмущения по регулирующему каналу (интегральный квадратичный критерий) с учетом добавочного ограничения на запас устойчивости системы, т.е. При практических расчетах запас устойчивости удобно характеризовать показателем колебательность системы М, значение которого в САУ, имеющих интеграл в алгоритме управления, совпадает с максимумом амплитудно-частотной характеристики системы: (2.2) где:wp - резонансная частота, на которой Аз() имеет максимум. Чтобы максимум не превышал некоторой заданной величины М, амплитудно-фазовая характеристика (АФХ) разомкнутой системы Wраз(j) не должна заходить внутрь «запретной» области ограниченной окружностью, центр uo и радиус Ro которой определяется через М формулами (2.3) и (2.4), (рис.4): (2.3) Для начала выберем значение Ти=0,6, (первое значение возьмем как минимум суммы всех постоянных времени передаточной функции Wобu-y(р)) На АФХ объекта отметим несколько точек А1, А2…А7 и отметим значение частоты ? в каждой из них, для точки А1 : ?1=0,497 1/с. После к точке А1 пристроим вектор повернутый на 90? по отношению к вектору ОА1, длину вектора найдем по формуле (где - длина вектора АФХ объекта для значения частоты wi(в мм); в знаменателе - произведение указанной частоты на фиксированное значение Ти=3), таким образом =36,5/0,6*0,497=122,4.Одной из главных целей, преследуемых при синтезе автоматической системы, является обеспечение требуемой точности в установившихся и переходных режимах. Эффективным средством устранения противоречия между условиями точности в установившихся и переходных режимах служит компенсация внешних воздействий, осуществления инвариантности. Система считается инвариантной по отношению к некоторому возмущению, если по окончании переходного процесса, определяемого начальными условиями, сама регулированная величина и ошибка регулирования от возмущения не зависят. Тогда передаточная функция компенсатора имеет вид: .В соответствии с заданием для проверки правильности выполненных расчетов нужно построить переходные процессы в САУ по задающему воздействию. На первом этапе по заданной на ЭВМ передаточной функции замкнутой системы Wз(р) рассчитывается вещественная частотная характеристика замкнутой системы. , По первой части уравнения (4.3) с помощью программы «matlab» строим переходную характеристику по управляющему каналу (рис. 5), по второй части уравнения строим переходную характеристику по возмущающему каналу с компенсатором и без него (рис. Определим показатели качества переходной характеристики по возмущающему каналу с компенсатором (рис.6): - статическое отклонение: ;Необходимо составить структурную схему САУ с нечетким компенсатором, подав на него сигналы возмущения f и его производной f’.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Получение математической модели объекта в виде передаточной функции

2. Выбор ПИ-алгоритма управления и расчет параметров

3. Расчет физически реализуемого компенсатора

4. Построение переходного процесса в системе по задающему и возмущающему воздействию. Определение показателей качества регулирования

5. Непосредственное цифровое управление (НЦУ)

6. Построение САУ с использованием методов нечеткой логики

Заключение

Список используемой литературы