Синтез комбинированной сау (стр. 1 из 3)

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра автоматизации производственных процессов

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Теория автоматического управления

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Тема: Синтез комбинированной САУ

Автор: студентка группы ЭР-98-1843 _______________ /Миккоева А.А./

(подпись) (Ф.И.О.)

Оценка: _______________

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта доцент ___________ Стороженко С.В.

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2002 год

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой

____________/______/

«____» ________2002 г

Кафедра автоматизации производственных процессов

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: Теория автоматического управления

ЗАДАНИЕ

Студентке группы ЭР-98-1843 Миккоевой А.А.

1. Тема проекта: синтез комбинированной САУ.

2. Исходные данные: экспериментальные данные переходных характеристик по возмущающему и управляющему каналам приведенным в таблице.

3. Содержание пояснительной записки: получение математической модели объекта, выбор и расчет параметров ПИ-регулятора, расчет параметров компенсатора, построение переходных процессов определение показателей качества системы, расчет параметров НЦУ.

4. Перечень графического материала: структурная схема САУ, график переходных характеристик, графический расчет параметров ПИ-регулятора, график переходного процесса, структурная схема НЦУ.

5. Срок сдачи законченного проекта __________________

Руководитель проекта доцент ___________ Стороженко С.В.

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Дата выдачи задания: _____________________

Оглавление

Аннотация………………..…………………….…………………………..…..………….4

Введение……………………….…………………………………………….…………….5

Задание…………………………………………………………………………………….6

1.Получение математической модели объекта в виде передаточной функции………7

2. Выбор и расчет оптимальных параметров регулятора по параметрам объекта регулирующего канала………………………………………………… ……………..8

3. Расчет компенсатора возмущений…………………………………………………..11

4. Построение переходных процессов в системе по задающему и возмущающему воздействиям. Определение показателей качества регулирования…………………14

5. Непосредственное цифровое управление (НЦУ)…………………………………..16

6.Библиографический список…………………………………………………………..19

Аннотация.

В работе рассматриваются вопросы, связанные с синтезом САУ с типовыми алгоритмами управления для технологических объектов, заданных экспериментальными переходными характеристиками. Выводятся параметры для применения полученных результатов в системах с непосредственным цифровым управлением (НЦУ).

Annotation.

In activity the problems, bound with synthesis of systems of a computer-assisted management with standard control algorithms for technological objects, given experimental surge characteristics are esteemed. The parameters for application of the obtained result ins systems with direct numerical control (DNC) are injected.

Введение.

Промышленные объекты управления (ОУ), 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.

Характеристики объекта, необходимые для синтеза структуры и параметров САУ, могут быть найдены из математического описания объекта, получаемого аналитически, или определены экспериментально. Выбор оптимальных параметров ПИ-регулятора производится графоаналитическим методом. Для расчета компенсатора возмущений сначала определяется передаточная функция компенсатора возмущения, обеспечивающего инвариантность системы по отношению к возмущению f, затем рассчитываются численные значения ее коэффициентов. Построение переходного процесса в синтезированной системе проводится частотным методом при единичном ступенчатом воздействии по заданию g. Определение качественных показателей системы по полученному переходному процессу определяют показатели качества. Наибольшую точность дают комбинированные САУ, которые сочетают в себе 2 разных принципа управления: управление по разомкнутому «по возмущению», по замкнутому «по отклонению». Ввиду недостаточной изученности объектов и необходимости при их математическом описании принимать целый ряд существенных упрощений динамические и статические характеристики объектов, полученные экспериментально, часто оказываются более предпочтительными.

ЗАДАНИЕ

Выполнить синтез комбинированной САУ (рис.1) технологическим объектом, заданным экспериментальными переходными характеристиками,

приведенными в табл.1.

Рис.1

Таблица 1

t,с	канал f-y	канал u-y
0	0	0
1	0,1	0
2	0,02	0,03
3	0,03	0,08
4	0,5	0,13
5	0,1	0,2
6	0,12	0,29
7	0,15	0,38
8	0,17	0,48
9	0,21	0,56
10	0,26	0,64
11	0,33	0,7
12	0,41	0,75
13	0,5	0,78
14	0,6	0,8
15	0,7	0,8
18	0,8	0,8

1.Получение математической модели объекта в виде передаточной функции.

Определение передаточной функции методом Лукаса [1].

Общий вид представлен формулой:

(1.1)

Определяем параметры передаточной функции из рис.2:

Задающий канал:

Коэффициент усиления объекта: к_об = 0,8

Время запаздывания: t_об = 3 с

Постоянная времени: Т_об = 8,5 с

Постоянная времени: Т_а =(1-b)Т_об = 4,08 , b =0,52

Переходное запаздывание: t_п = 0,107'Т_об = 0,107'8,5=0,9

Время запаздывания: τ_а = t_n-(1-b) ^.T_o ln 1/(1-b) = 3,02, t_n =6

Передаточная функция объекта по задающему каналу:

(1.2)

Погрешность апроксимации объекта по интегральному критерию:

=

апроксимирующая переходная характеристика

заданная переходная характеристика

Теперь определим передаточную функцию по возмущающему каналу.

Из рис.3 определим постоянную времени объекта по возмущению (Т_об^f-y), запаздывание (Т_об^f-y) и коэффициент усиления (к_об^f-y).

Возмущающий канал :

Коэффициент усиления объекта: к_об = 0,8

Время запаздывания: τ_об =7,8 с

Постоянная времени: Т_об = 8 с

Постоянная времени: Т_а = (1-b)T_oб =7,76 c

Переходное запаздывание: τ_п = 0,107'Т_об = 0,107'8 =0,86 с

Время запаздывания: τ_а = t_n-(1-b)^.T_oln1/(1-b) =11,56 с, t_n =11,8