работа (стр. 1 из 5)
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине:__ТАУ_____________________________________________________
_________________________________________________________________________
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема:___Синтез каскадной САУ_____________________________________________
_______________________________________________________________________________
Автор: студент гр. ЭР-98-2 /_Страшков М.Ю._/
(подпись)(Ф.И.О.)
ОЦЕНКА: _____________
Дата: _________________
ПРОВЕРИЛ:___________
Руководитель проекта: доцент /_Стороженко С.В. /
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2001 год
| Министерство образования Российской Федерации | ||
| Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова (технический университет) | ||
| УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой ___________ /________/ "___"__________199_ г. | ||
Кафедра АПП
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине ___ТАУ____________________________________________________
_________________________________________________________________________
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
ЗАДАНИЕ
студенту группы __080400__ ___Страшков М.Ю.__
(шифр группы) (Ф.И.О.)
1. Тема работы ____Синтез каскадной САУ___________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Исходные данные к работе __экспериментальная переходная характеристика_____
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
3. Содержание пояснительной записки _______________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
4. Перечень графического материала: _исходная и аппроксимирующие переходные характеристики, графо-аналитический метод, переходной процесс, структурная схема САУ и НЦУ_________________________________________________________
5. Срок сдачи законченной работы _____15 декабря 2001 г______________________
Руководитель работы _доцент_ ________________ /_Стороженко С.В. /
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Дата выдачи задания: _1 октября 2001 г_
Аннотация
Данная курсовая работа содержит вариант расчёта каскадной САУ (выбор передаточной функции объекта управления, выбор параметров настроек регулятора и расчёт НЦУ). Пояснительная записка выполнена в программном приложении Microsoft Word. К работе прилагаются все необходимые графики.
The summary
The given course activity contains version of calculation of a combined ACS (selection of a transfer function of object of control, selection of parameters of adjustments of the regulator and calculation DNC). The explanatory slip is executed in the programmatic appendix Microsoft Word. To activity all indispensable schedules are appended.
Содержание
Получение математической модели объекта управления............................................... 8
Расчет параметров дифференциатора Wд(р) частотным методом на ЭВМ................. 11
Расчет параметров регулятора Wр(p) графо-аналитическим методом Роточа............ 15
Построение переходного процесса в системе по задающему воздействию............... 19
Переход к непосредственному цифровому управлению.............................................. 22
Промышленные объекты управления, как правило, представляют собой сложные агрегаты со многими входными и выходными величинами, характеризующими технологический процесс. Зависимости выходных величин от входных, как правило, нелинейные, и изменение одной из них приводит к изменению других. Таким образом, создаётся сложная система взаимозависимостей, которую трудно, а подчас и невозможно строго математически описать.
Задачу можно существенно упростить, если считать зависимости выходных величин от входных линейными или линеаризуемыми в окрестностях малых отклонений от статических, рабочих режимов объекта. Поскольку при устойчивой работе автоматической системы регулирования (АСР) отклонения параметров в системе малы, такая линеаризация почти всегда оказывается допустимой. Кроме того, сложные объекты часто можно разбить на отдельные «регулируемые участки» («каналы»), взаимным влиянием отдельных каналов друг на друга можно пренебречь и рассматривать их как самостоятельные.
Расчет оптимальных параметров управляющих устройств многоконтурных систем является довольно сложной задачей. Для упрощения на практике определяют лишь приближенные значения данных параметров.
Методика приближенных расчетов основана на предположении о возможности расчета отдельных контуров системы независимо друг от друга. Для этих целей исходная структурная схема управления подвергается различным структурным преобразованиям с тем, чтобы выделить отдельные контуры с различными частотами и рассчитывать их обычными методами независимо друг от друга.
Выполнить синтез каскадной системы управления (рис.1) техническим объектом, заданным экспериментальной характеристикой по управляющему каналу “вход - выход”, приведенной в таблице (1).
Рис. 1. Структурная схема каскадной системы с дополнительным воздействием по производной
от промежуточной величины
Таблица 1
| t, c | Канал u-y |
| 0 | 0 |
| 1 | 0,05 |
| 2 | 0,1 |
| 3 | 0,15 |
| 4 | 0,2 |
| 5 | 0,35 |
| 6 | 0,55 |
| 7 | 0,75 |
| 8 | 1 |
| 9 | 1,2 |
| 10 | 1,35 |
| 11 | 1,5 |
| 12 | 1,6 |
| 13 | 1,65 |
| 14 | 1,7 |
| 15 | 1,75 |
| 18 | 1,75 |
| 20 | 1,75 |
Получение математической модели объекта управления
На определенном этапе разработки и исследования автоматической системы управления получают ее математическое описание – описание процессов, проистекающих в системе, на языке математики. Математическое описание может быть аналитическим (с помощью уравнений), графическим (с помощью графиков и структурных схем) и табличным (с помощью таблиц).
Для получения математического описания системы обычно составляют описание ее отдельных элементов. В частности, для получения уравнений системы составляют уравнения для каждого входящего в нее элемента. Совокупность всех уравнений элементов и дает уравнения системы.
Объекты с самовыравниванием аппроксимируют дробно-рациональными передаточными функциями с введением звена запаздывания:
(1.1)где Коб – коэффициент передачи; t - время запаздывания; Тi – постоянная времени.
Первый метод аппроксимации:
Простейшим частным случаем оператора (1.1), имеющим в инженерной практике наибольшее применение, является передаточная функция вида:
(1.2)Для определения параметров передаточной функции к графику исходной переходной характеристики в точке перегиба проводится касательная. Пересечение касательной с осью времени дает время запаздывания: tо = 4 с. Пересечение касательной с пределом установившегося значения дает: tо+То = 11 с => То = 7 с. Установившееся значение есть коэффициент передачи: Коб = hуст = 1,75; следовательно, получаем передаточную функцию:
(1.3)Второй метод аппроксимации:
Параметры передаточной функции могут быть найдены следующим образом. Обозначив
, получим: 
(1.4)Из (1.4) определяются параметры аппроксимирующей характеристики:
Тa = (1 - b)То (1.5)
(1.6)