Синтез коригуючого пристрою вихідної системи з метою отримання заданих показників якості регулювання - Курсовая работа

Завдання синтезу САУ полягає в тому, щоб за заданим вимогам до якості перехідного процесу визначити структурну схему і параметри окремих елементів, і є досить важким. Завдання синтезу САУ обумовлені складністю процесу регулювання, необхідністю знаходить компромісне рішення, що задовольняє ряду суперечливих вимог, можливістю отримання фізично нереалізованих або технічних багатозначних рішень.Функціональна схема системи автоматичного управління представлена на малюнку 1. Ланка W1 має передатну функцію виду: , где = 1560;Визначимо значення коефіцієнта добротності системи і порівняти його зі значенням з умови: , Так як значення коефіцієнта добротності менше заданого значення за умовою, тобто: , , у задану систему необхідно ввести додатковий елемент, яким виступає підсилювач і включити його в схему послідовно малюнок 2. Відповідно коефіцієнт підсилення даного блоку повинен бути дорівнює: Виходячи з отриманої функціональної схеми передатна функція розімкнутої системи буде представлена вигляді: , где Запишемо в загальному вигляді амплітудно-фазочастотную характеристику передатної функції: Логарифмічна амплітудно-частотна характеристика: Логарифмічна фазова частотна характеристика: Підставимо у формули значення коефіцієнтів, отримаємо наступні значення логарифмічних характеристик: , За отриманими виразами будуємо ЛАЧХ і ЛФЧХ вихідної нескоригованого системи. Так як розімкнутий контур системи утворюється послідовним зєднанням типових динамічних ланок то, для визначення стійкості системи доцільно судить про стійкість системи по виду логарифмічних частотних характеристик системи.Для спрощення вибору ДЧХ існує набір розрахованих і побудованих перехідних функцій систем, що відповідають різноманітним типовим ДЧХ з різними параметрами. Якщо, наприклад, взяти систему з найбільш простою, а саме з прямокутною трапецієподібною ДЧХ, що має коефіцієнт нахилу c = 0,2-0,8, то ми отримаємо добрі перехідні процеси, що можуть бути прийняті за оптимальні. Звичайно, в реальних системах реалізувати ДЧХ в вигляді простої трапеції (рис. Це потребує або складного коригуючого пристрою, або зовсім неможливо реалізувати на практиці такі характеристики.При побудові бажаної ЛАЧХ всю область частот розбивають на три області: НЧ (низьких частот), СЧ (середніх частот) і ВЧ (високих частот). Вид ЛАЧХ в області СЧ визначає динаміку системи. Частота зрізу wcp визначається наступним чином: wcp »(0,6-0,9)wп, де wп визначається наступним чином. З малюнка 3 визначаємо величину Pmax і виробляємо наступні обчислення: Pmin= 1 - Рмах, Малюнок 3 - Номограма для визначення Pmax і tp 4.2) видно, що значенню Рмах = 1,2 відповідає n=4,5, тоді частота позитивності: В результаті визначаю частоту зрізу wcp: с-1Моделювання систем на ЕОМ дозволяє швидко отримати графіки перехідних процесів в різних частинах системи, вводити різні додаткові блоки для поліпшення якості системи або для отримання необхідних параметрів. Віртуальне середовище для моделювання таких систем MATHLAB Simulink містить весь необхідний набір блоків для отримання скоригованої системи і дозволяє отримати всі необхідні графіки перехідних процесів. Побудуємо схему моделювання скоригованої системи на рисунку 6 і проведемо її аналіз.Відмінність між бажаною та вихідної характеристиками говорить про необхідність введення коригуючого ланки, для отримання заданих властивостей системи. У загальному випадку передатна функція коригувального пристрою знаходиться як різниця передатних функцій бажаної і вихідної характеристик, тобто: , , . Таким чином, передатна функція коригувального ланки буде мати вигляд: . Передатна функція коригувального ланки реального пристрою буде мати вигляд: Так що для розрахунку цього коригуючого ланки необхідно розрахувати опору двох резисторів, а також перерахувати постійні часу згідно з обраним номіналів елементів. Задамося опором резистора R1 = 18КОМ, тоді знаючи формулу для визначення постійної часу та постійну часу Т1 відповідну постійної часу Тс2 знайдемо ємність конденсатора С1 у ланцюзі RC: , Відповідно обираю конденсатор із стандартного ряду елементів ємністю С1 = 33МКФ.

ЗМІСТ

ВСТУП

1. Опис системи автоматичного регулювання

2. Побудова логарифмічних частотних характеристик

2.1 Побудова ЛАЧХ нескоригованої вихідної системи

2.2 Визначення стійкості нескоригованої системи

2.3 Вибір бажаної типової ДЧХ

2.4 Побудова бажаної ЛАЧХ системи

2.5 Оцінка якості скорегованої системи на предмет відповідності поставленим вимогам

3. Проектування корегуючого пристрою

3.1 Побудова ЛАЧХ коригуючого пристрою, визначення його передавальної функції і електричної схеми