Курсовая работа: Теория автоматического управления

ВАРИАНТ 8

В курсовой работе необходимо

1. Определить типовые звенья, входящие в структуру САУ.
2. Определить передаточные функции САУ и ее характеристический полином.
3. По критерию устойчивости Гурвица определить устойчивость САУ, рассчитать граничное значение коэффициента передачи разомкнутой цепи и построить область устойчивости САУ относительно варьируемых параметров Х₁ и Х₂.
4. Построить статические и внешние характеристики для заданной САУ и для САУ, у которой значение параметра Х₂ выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG. Рассчитать статизм для обоих вариантов САУ и сравнить полученные результаты.
5. Для САУ, у которой значение параметра Х₂ выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG, рассчитать асимптотическую и точную ЛАЧХ, точную логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФЧХ) и определить запас устойчивости по фазе Dj.
6. Для замкнутой САУ, у которой значение параметра Х₂ выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG, рассчитать амплитудную (АЧХ) и вещественную (ВЧХ) частотные характеристики и определить по ним показатели качества регулирования.
7. Для замкнутой САУ, у которой значение параметра Х₂ выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG, рассчитать переходные характеристики по задающему g и возмущающему ¦ воздействиями, определить по ним показатели качества регулирования и сравнить результаты с ранее полученными.
8. Исходя из заданного времени переходного процесса t_пп и перерегулирования d = 25% провести синтез последовательного корректирующего устройства и рассчитать переходную характеристику скорректированной САУ по задающему воздействию. Определить показатели качества регулирования для этой САУ и сравнить их с ранее рассчитанными.

Курсовая работа выполняется в виде расчетного файла с использованием пакета MathCad. Расчеты необходимо снабжать текстовыми комментариями и выводами.

Вариант курсовой работы выдается преподавателем. Исходные данные для вариантов курсовой работы приведены в приложении П1, а пример ее выполнения в разделе 1.

Введение

Теория автоматического управления (ТАУ) является одной из наиболее важных общетехнических дисциплин, и ее изучение опирается на ряд фундаментальных общеобразовательных и общетехнических дисциплин – математики, информатики, общей электротехники и электроники.

Целью курсовой работы является самостоятельное закрепление теоретических знаний по непрерывным линейным системам автоматического управления, полученных на лекциях, практических занятиях и лабораторных работах.

Система интегрированного программирования MathCad является хорошим инструментальным средством для решения задач ТАУ. При решении задач по курсу ТАУ необходимо знать и использовать дополнительные возможности пакета, как формирование функций из отрезков прямых линий, определение корней линейных алгебраических уравнений, решение трансцендентных уравнений, нанесение на график логарифмической шкалы, интерполяция и математическая регрессия для данных, представленных в виде векторов.

В курсовой работе необходимо:

• определить типовые звенья, входящие в структуру САУ;
• определить передаточные функции САУ и ее характеристический полином;
• по критерию устойчивости Гурвица определить устойчивость САУ, рассчитать граничное значение коэффициента передачи разомкнутой цепи и построить область устойчивости САУ относительно варьируемых параметров Х1 и Х2;
• построить статические и внешние характеристики для заданной САУ и для САУ, у которой значение параметра Х2 выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG. Рассчитать статизм для обоих вариантов САУ и сравнить полученные результаты;
• для САУ, у которой значение параметра Х2 выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG, рассчитать асимптотическую и точную ЛАЧХ, точную логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФЧХ) и определить запас устойчивости по фазе Dj;
• для замкнутой САУ, у которой значение параметра Х2 выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG, рассчитать амплитудную (АЧХ) и вещественную (ВЧХ) частотные характеристики и определить по ним показатели качества регулирования;
• для замкнутой САУ, у которой значение параметра Х2 выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде DG, рассчитать переходные характеристики по задающему g и возмущающему ¦ воздействиями, определить по ним показатели качества регулирования и сравнить результаты с ранее полученными.

Исходя из заданного времени переходного процесса tпп и перерегулирования d = 25% провести синтез последовательного корректирующего устройства и рассчитать переходную характеристику скорректированной САУ по задающему воздействию. Определить показатели качества регулирования для этой САУ и сравнить их с ранее рассчитанными.

1.1 Исходные данные

K1 = 5; K2=5; K3 = 2; Koc = 1;

T2 = 0,3c; T3 = 0,03c;

- Дополнительные условия

Задающее воздействие g = 10B

Возмущающее воздействие f = 10B

Запас устойчивости ∆G = 8дБ

Варьируемые параметры X1 = , X2= K1

Время переходного процесса Tпп = 0,68с