Проектирование систем автоматического регулирования на персональном компьютере
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Проектирование систем автоматического регулирования
на персональном компьютере
ВВЕДЕНИЕ
автоматический регулятор принципиальная схема
В данном курсовом проекте будет спроектирована система автоматического регулирования. Проектирование заключается в выборе регулятора для объекта управления с заданной передаточной функцией. Необходимо выбрать такой регулятор, чтобы САР была устойчивой и обладала свойством астатизма. После выбора типа регулятора нужно подобрать оптимальные его параметры, при которых качество системы автоматического регулирования будет наивысшим.
Исследование объекта управления и системы автоматического регулирования производится при помощи программного пакета ТАУ. Данный программный пакет позволят исследовать САР во временной и частотной областях, а также выбрать оптимальные параметры регулятора. При определении переходной и импульсной функций объекта управления используется программный пакет MathCAD.
Заключительным этапом проектирования является разработка принципиальных схем регулятора и устройства сравнения. При разработке необходимо учесть, что регулятор является маломощным устройством, а объект управления потребляет большую мощность, следовательно нельзя включать регулятор и объект управления в одну цепь. Нужно установить устройство, разделяющее цепи регулятора и объекта управления, а также поставить датчик на объекте управления для снятия сигнала обратной связи.
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
. ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
.1 ПЕРЕХОДНАЯ И ИМПУЛЬСНАЯ ФУНКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЬЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
.2 ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ОСОБЫЕ ТОЧКИ ОБЬЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
. ВЫБОР ЗАКОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ СИСТЕМЫ
.1 ВЫБОР ЗАКОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ
.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ СИСТЕМЫ
. ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА
.1 РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА
.2 ПОСТРОЕНИЕ КОРНЕВЫХ ГОДОГРАФОВ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА
. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ПО КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ С ВЫБРАННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ЗАКОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ. ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ОШИБКИ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ АМПЛИТУДНОЙ И ФАЗОВОЙ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ПО КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ
.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ПО КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ
. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ ПО КРИТЕРИЮ НАЙКВИСТА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ ПО АМПЛИТУДЕ И ФАЗЕ
. ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА САР
. РАЗРАБОТАКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА СРАВНЕНИЯ И РЕГУЛЯТОРА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
автоматический регулятор принципиальная схема
Разработать систему автоматического регулирования (САР) для заданного объекта управления согласно номеру варианта (вариант № 81).
Произвести анализ и исследование процессов во временной и частотных областях, оценить устойчивость и выбрать оптимальные параметры регулятора. Разработать принципиальные схемы устройства сравнения и регулятора.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ
- Определить и построить временные характеристики объекта управления, амплитудную и фазовую частотные характеристики и определить особые точки (нули и полюса передаточной функции);
- Основываясь на динамических свойствах объекта управления, выбрать закон регулирования, определить передаточные функции системы по каналу управления, по каналу возмущения, по ошибке и разомкнутой системы;
- Произвести выбор оптимальных параметров регулятора по минимуму линейной и квадратической интегральной оценке ошибки, определить и построить корневой годограф при изменении параметров регулятора;
- Определить и построить временные характеристики системы по каналу управления с выбранными параметрами закона регулирования. Построить кривую ошибки, определить и построить амплитудную и фазовую частотные характеристики;
- Оценить устойчивость системы по критерию Найквиста, определить запас устойчивости по амплитуде и фазе;
- Найти оценки качества САР;
- Разработать принципиальную схему устройства сравнения и регулятора.
Объект управления имеет следующую передаточную функцию:
,
где:
1. ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКИ
.1 ПЕРЕХОДНАЯ И ИМПУЛЬСНАЯ ФУНКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБЬЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Рис 1. Структурная схема звена объект управления
Объект управления характеризуется передаточной функцией W(t), которая представляет собой отношение изображения по Лапласу выходной величины Y(p) к изображению входной величины Х(p), т.е.
Заданный объект управления имеет следующую передаточную
функцию:
Для определения переходной и импульсной функций осуществим обратные преобразования Лапласа с помощью программы MathCAD.
Переходная характеристика является откликом объекта управления на единичное ступенчатое воздействие 1(t) - функцию Хевисайда. Учитывая, что X(p) = L{1(t)} = 1/p, H(p) определится:
.
Оригинал переходной функции h(t) = L-1{H(p)} имеет вид:
.
Весовая характеристика является откликом объекта управления на единичный импульс ?(t) - функцию Дирака. Учитывая, что X(p) = L{1(t)}