Синтез систем автоматического регулирования
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
Саратовский государственный технический университет
Кафедра технической кибернетики и информатики
Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине
Теория автоматического управления
на тему:
СИНТЕЗ СИСТЕМ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
Выполнил:
студент группы УИТ 41
Потапенко О.А.
Проверил:
Барцева Л.А.
Саратов
Реферат
Работа содержит 40 страниц, 10 рисунков, 12 графиков, приложение.
БЦВМ, Временные показатели качества, Годограф, динамический регулятор, Дискретный регулятор, Наблюдаемость, переходная функция, СистемА автоматического регулирования, статический регулятор, управляемость, Форма коши, Частотные характеристики
В работе рассматривается задача синтеза регулятора системы стабилизации управляемого снаряда по крену.
Составлена математическая модель системы автоматического управления, проведен анализ этой системы и синтез законов управления. Причем, исследования проведены как в непрерывной постановке, так и в случае, когда в качестве управляющего устройства (регулятора) используется БЦВМ.
Содержание
Техническое задание на проектирование4
. Составление и анализ математической модели объекта управления и структурной схемы системы8
.1 Составление математической модели объекта управления8
.2 Исследование управляемости и наблюдаемости объекта управления9
.3 Составление структурной схемы системы10
. Исследование возможности решения задачи с помощью простейшего (статического) регулятора12
.1 Построение области устойчивости12
.2 Построение области требуемой точности14
.3 Построение области быстродействия16
.4 Вывод по построению статического регулятора17
. Синтез и реализация непрерывного закона управления, удовлетворяющего требованиям технического задания19
. Анализ замкнутой системы управления с непрерывным регулятором22
. Синтез и анализ системы управления с цифровым регулятором26
.1 Составление дискретной модели системы26
.2 Синтез регулятора для дискретной системы27
Заключение34
Используемые источники35
Приложение36
Техническое задание на проектирование
математическая модель статический регулятор
Цель проектирования. В предложенной для проектирования системе управления заданны параметры неизменной части системы, состоящие из объекта управления и измерительных устройств. Целью проектирования является нахождение уравнений и параметров регулятора (изменяемой части) так, чтобы замкнутая система была асимптотически устойчивой, и удовлетворялись требования к качеству регулирования.
Показатели качества. Качество регулирования оценивается показателем статической точности (), быстродействием (),и частотным показателем качества R,выражающим запасы устойчивости системы. При этом заданные в исходных данных параметры определяют предельно допустимые значения соответствующего показателя, а значение определяет желаемое время регулирования (быстродействие).
Особые условия. Закон управления (регулятор) должен быть определен в двух видах - в аналоговой форме (непрерывный регулятор) и в виде алгоритма работы БЦВМ (цифровой регулятор), включенной в контур регулирования с помощью ЦАП и АЦП. В обоих случаях регулятор должен принадлежать к классу физически реализуемых и устойчивых динамических систем.
При нахождении дискретного регулятора следует считать, что ЦАП и АЦП работают синхронно с периодом дискретности h = 0.1сек. (для всех вариантов), и выдача рассчитанного после съема информации управления произойдет с запаздыванием на один такт.
Реализация регулятора. После определения модели непрерывного регулятора необходимо составить принципиальную схему для его реализации с использованием аналоговых средств микроэлектроники. При этом вопросы электрического согласования регулятора с измерительными и исполнительными устройствами системы управления предметом данного задания не являются.
Реализация дискретного закона управления на БЦВМ производится программными средствами, поэтому в рамках данного задания следует ограничиться представлением алгоритма работы БЦВМ с помощью разностных уравнений в форме Коши или вход - выход.
Система № 3. Система стабилизации управляемого снаряда по крену.
Система предназначена для стабилизации управляемого снаряда по крену. Схема снаряда с принятыми обозначениями изображена на рис.1.
Если рассматривать вращение снаряда, как твердого тела вокруг продольной оси х, то уравнение движения можно записать в виде:
,
где - момент инерции снаряда относительно продольной оси; - угловая скорость вращения вокруг оси x; - момент внешних сил, прикладываемых к снаряду относительно оси x; - аэродинамический момент, обусловленный поворотом элеронов на угол j. При этом момент зависит как от угла поворота элеронов, так и от угловой скорости вращения снаряда, т.е.
,
где С и - коэффициенты пропорциональности, причем - называется эффективностью элеронов, а отношение - представляет собой постоянную времени снаряда при движении по крену.
Система работает следующим образом. При действии на снаряд