5 СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Получили, что передаточная функция системы имеет вид:

T1 = 0,02 c;

T2 = 0,23 c;

К = 905; 20∙lg(K) = 59,13.

По полученным данным строим неизменяемую ЛАХ (НЛАХ) (рисунок 5.2).

По номограмме Солодовникова (рисунок 5.1) определяем диапазон частоты среза в зависимости от заданного времени регулирования и величине перерегулирования

. Вычислим частоту среза.

Рисунок 5.1 – Номограмма Солодовникова

Желаемая ЛАХ определяется показателями качества и точностью процесса регулирования. Среднечастотная часть желаемой ЛАХ характеризуется частотой среза. Частота среза определяется с помощью номограммы Солодовникова. Для наиболее простой реализации корректирующего устройства последовательные изломы наклонов высокочастотной желаемой ЛАХ и ЛАХ неизменяемой части системы должны совпадать.

Показатели устойчивости определяем из таблицы 5.

Таблица 5 – Показатели устойчивости

Тип системы	Показатели устойчивости для диапазона частот
	От 0,01 до 100	От 100 до 1000	От 1000 до 10000	Более 100000
	Системы с высокими показателями качества:
γC	45	50	55	60
HM	16	18	20	22
–HM	14	16	18	20

Показатели устойчивости:

HM = 16;

–HM = –14;

KЖ = K = 509;

20·lg(KЖ) = 20·lg(509) = 59,13;

Строим желаемую логарифмическую амплитудную характеристику (ЖЛАХ) (рисунок 5.2).

Найдем корректирующее устройство. Чтобы построить ЛАХ корректирующего устройства (КУЛАХ) необходимо вычесть неизменяемую ЛАХ из желаемой.

Из графика рисунка 5.2 видно, что:

lgωЖ1 = –2,24;

lgωЖ2 = –0,04;

lgωЖ3 = 1,46;

20∙lg(KКУ) = 0;

Таким образом, получили, что передаточная функция корректирующего устройства имеет вид:

6 АНАЛИЗ СИНТЕЗИРОВАННОЙ САУ ПО УСТОЙЧИВОСТИ, КАЧЕСТВУ И ТОЧНОСТИ.

Рисунок 6.1 – Структурная схема желаемой САУ

Рисунок 6.2 – ЛАХ и ЛФХ синтезированной САУ

Рисунок 6.3 – Переходный процесс синтезированной системы

По рисунку 6.2, определяем:

Запас устойчивости по фазе: φ = 149°;

Запас устойчивости по амплитуде: h→ ∞, т.к ЛФХ → –180˚.

По рисунку 6.3, определяем:

Время перерегулирования: tp = 1,7 с;

Коэффициент перерегулирования:

;

Число колебаний: М = 1.

Точность регулирования определяется ошибкой системы.

Передаточная функция ошибки:

где: g(t) – единичный входной сигнал,

С0 – коэффициент ошибки по входному воздействию,

С1 – коэффициент ошибки по скорости,

С2 – коэффициент ошибки по ускорению.

Так как система обладает астатизмом первого порядка с начальным наклоном –20 дБ/дек., то:

С0 = 0; С1 = 1/DV; С2/2=1/DE,

где: DV – добротность по скорости;

DE – добротность по ускорению.

DV = ωV; DE =

По рисунку 5.2 определяем ωV и ωE.

lg(ωV) = 2,957; ωV = 905;

lg(ωE) = 0,36; ωE = 2,29;

DV = 905; DE = 2,29;

C1 = 1/ DV = 0,0011;

C2/2 = 1/ DE = 0,437.

ε(t) = 0.

7 СИНТЕЗ АНАЛОГОВОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

По виду передаточной функции корректирующего устройства определим схему корректирующего устройства.

Выбираем электрическую схему, передаточную функцию типового корректирующего устройства. Она будет содержать в себе следующие электрические схемы:

1. Передаточная функция корректирующего звена [2, 474 стр.]:

k = 1 / R1 ∙ C; T = R2 ∙ C.

Рисунок 7.1 – Схема корректирующего звена

Таким образом, получили, что:

R1 = 10 Ом; R2 = 10,96 Ом; C = 0,1 Ф.

2. Передаточная функция корректирующего звена [2, 474 стр.]:

k = 1 / R1 ∙ C; T = R2 ∙ C.

Рисунок 7.2 – Схема корректирующего звена

Таким образом, получили, что:

R1 = 10 Ом; R2 = 2,3 Ом; C = 0,1 Ф.

3. Передаточная функция корректирующего звена [2, 474 стр.]:

k = R2 · C; T = (R1 + R2) ·C.

Рисунок 7.3 – Схема корректирующего звена

Таким образом, получили, что:

R1 = 1727,8 Ом; R2 = 10 Ом; C = 0,1 Ф.

Реализация передаточной функции корректирующего устройства через четырёхполюсники, имеет вид:

Рисунок 7.4 – Схемотехническая реализация передаточной функции корректирующего устройства

R1 = 10 Ом; R2 = 10,96 Ом; R3 = 10 Ом; R4 = 2,3 Ом; R5 = 1727,8 Ом; R6 = 10 Ом; C1 = 0,1 Ф; C2 = 0,1 Ф; C3 = 0,1 Ф.

При коррекции с помощью интегрирующих устройств система менее подвержена влиянию помех.

8 ВЫВОД

В данной курсовой работе произвели анализ исходных данных и из функциональной схемы получили структурную схему САУ. Для полученной схемы с помощью пакета MatLab7.1 построили график переходного процесса. Произвели анализ устойчивости некорректированной САУ и пришли к выводу, что данная система неустойчива, а, следовательно, не может поддерживать режим работы объекта регулирования при действии на него возмущающих факторов.

Эта система не соответствует всем необходимым параметрам. Поэтому мы провели синтез САУ и подобрали такое последовательное корректирующее устройство, при котором система стала отвечать необходимым параметрам. Построили для скорректированной САУ графики переходного процесса, ЛАХ и ЛФХ (рисунок 6.2 и 6.3). Произвели анализ скорректированной САУ и пришли к выводу, что данная САУ устойчива и работоспособна.

9 ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Учебник для студентов высш.техн.учебн.заведений. Л., «Энергия», 1975.

2. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.:Наука, 1975. – 768 с.

3. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.:Наука, 1989. 304 с.

4. Ю.М Соломонцев «Теория автоматического управления» Москва, «Высшая школа», 2000, 91с.

5. Тюков Н.И., Дурко Е.М. и др. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Теория управления» / УГАТУ. – Уфа, 2004 – 35с.

Разработка и исследование динамических характеристик САУ мехатронными модулями (стр. 3 из 3)

5 СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

6 АНАЛИЗ СИНТЕЗИРОВАННОЙ САУ ПО УСТОЙЧИВОСТИ, КАЧЕСТВУ И ТОЧНОСТИ.

7 СИНТЕЗ АНАЛОГОВОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

8 ВЫВОД

9 ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА