Порядок выполнения раздела 3

ФКТИ

Кафедра Автоматики и процессов управления

Курсовая работа

По дисциплине

“Основы автоматического управления”

Вариант № 25

Выполнил Булгаков А.В.

Факультет ИБС

Кафедра ИИСТ

Группа 0587

Ст. гр.

Преподаватель Пошехонов Л.Б.

 

 

 

СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2012г.

ТЕМА 25

 

Рис.1

Структурная схема СУ

Рис.2

Операторы звеньев

Звено 1. Фильтр. W1=1/(0.002s+1).

Звено 2. Коррекция последовательного типа. Исходная ПФ W2=1/1.

Звено 3. Усилитель. W3=20/1.

Звено 4. Тиристорный преобразователь. W4=10/(0.002s+1).

Звено 5. Двигатель. W5=1/(0.5s+1)(0.025s+1).

Звено 6. Тахогенератор. W6=0.5/1.

Звено 7. Датчик угла поворота. W7=1/1.

Коэффициент передачи цифровой части Kцч=1.

Функциональная схема исходной СУ представлена на рис.1. Структурная схема приведена на рис.2. На предыдущих этапах проектирования обеспечены необходимые астатизм и контурное усиление. Операторы и параметры всех звеньев (кроме корректирующего) изменению не подлежат.

Система не линейна, имеет астатизм второго порядка, принцип замкнутого управления (принцип обратной связи),

Провести анализ качества исходной системы. При необходимости обеспечить динамику СУ – т.е. качество переходного процесса.

Требования к переходному процессу: перерегулирование s £ 10%.

Ввод в ЭВМ модели СУ с использованием программы CLASSiC-3

Структурная схема, представленная на рис.2, вводится в графическом редакторе программы CLASSiC-3.

Модель исходной системы сохраняется в файле 12.mdl.

 

Для контроля правильности ввода операторов звеньев приводится текстовая сводка модели:

Анализ характеристик исходной системы (замкнут.)

Корни характеристического полинома замкнутой СУ.

 

Нули:

Корни отсутствуют - полином нулевой степени

Полюсы:

p1 = -5.419415 +85.766425j

p2 = -5.419415 -85.766425j

p3 = -515.580585 +87.720177j

p4 = -515.580585 -87.720177j

Абсолютное затухание: 5.419

Относительное затухание: 15.826

Оценка устойчивости и ее запасов по корням:

Система не устойчива, т.к. есть правые корни.

 

Рис.3

Показатели качества переходного процесса.

Установившееся значение: 0.9901

Время регулирования: 0.5242 с.

Перерегулирование: 79.92%

 

Выводы о поведении исходной СУ и о необходимосити синтеза динамики.

Исходная система управления неустойчива. Для достижения устойчивости необходим синтез динамики СУ. Исходный процесс в данной СУ является неустойчивым и сходящимся с очень большой скоростью.

Устойчивости можно добиться с помощью коррекции по критериям Гурвица:

Критерий Гурвица для полинома четвертого порядка :

A₃(a₁*a₂-a₀*a₃)-a₄a₁²>0 . от сюда К=Кi=412.15 и К₂=0.710741

 

 

 

Синтез оператора корректирующего устройства

Порядок выполнения раздела 3

3.1. С использованием программы CLASSiC-3 cтроится ЛАХ Lисх(w) исходной разомкнутой системы на графике максимально возможного масштаба – см. рис. 4.

3.2. Средствами рисования WORD’а строятся линии частот сопряжения и строится асимптотическая ЛАХ (см. рис. 4).

3.3. Формируется типовая “желаемая” асимптотическая ЛАХ Lж(w), согласованная с ЛАХ исходной системы.

Требования к Lж(w):

· В диапазоне средних частот Lж(w) имеет наклон –20 дБ/дек в “коридоре” ±20 дБ;

· На высоких частотах (справа от участка с наклоном –20 дБ/дек) Lж(w) совпадает с Lисх(w);

· На низких частотах (слева от участка с наклоном –20 дБ/дек) Lж(w) совпадает с Lисх(w);

Желаемая асимптотическая ЛАХ средствами рисования WORD’а строится на рис. 4.

3.4. Строится асимптотическая ЛАХ Lк(w) звена коррекции (на рис. 4).

3.5. По ЛАХ звена коррекции записывается его ПФ Wк(s).

 

 

 

 

 

 

 

Оператор звена коррекции

.

Для данной СУ