Курсовая теория автоматического управления Петров ИТЗ 30419с. Контрольная работа по дисциплине Теория автоматического управления студент 3 курса Петров Александр Андреевич
 Скачать 1.53 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Курганский государственный университет» Контрольная работа по дисциплине: Теория автоматического управления Выполнил: студент 3 курса Петров Александр Андреевич группы ИТЗ-30419с Курган 2021Введение 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 G. 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 G, рассчитать асимптотическую и точную ЛАЧХ, точную логарифмическую фазовую частотную характеристику (ЛФЧХ) и определить запас устойчивости по фазе ; для замкнутой САУ, у которой значение параметра Х2 выбрано в соответствии с заданным запасом устойчивости по амплитуде G, 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 G, 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 = 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. Исходные данные Вариант № 7  K1=4 K3=2 Koc=2      T1 = 0,02c; Toc = 0,06c; - Дополнительные условия Задающеевоздействие g = 20B Возмущающее воздействие f = 10B Запас устойчивости ∆G = 5дБ Варьируемые параметры Xi =  , X2= K1Время переходного процесса Tпп = 0,195с 1.2 Определение типовых звеньев и передаточных функций САУ Заданная САУ содержит следующие типовые звенья: - Звенья W1(p),W3(p) - инерционные - Звено W2(p) – форсирующее Передаточная функция разомкнутой САУ по задающему воздействию:  Передаточная функция разомкнутой САУ по задающему воздействию:  Передаточная функция разомкнутой цепи САУ:  Передаточная функция замкнутой САУ по задающему воздействию:  Передаточная функция замкнутой САУ повозмущающему воздействию:  Характеристический полином САУ:  Где Кр = K1*K3*Koc – коэффициент передачи разомкнутой цепи САУ, а коэффициенты характеристического полинома а0, а1, а2, а3 рассчитываются по выражениям a0=Kp + 1 a1=T3+T1+T3+Kp*T2 a2=(T1+T3)*T3+T1*T3 a3=T32*T1 1.3 Определение устойчивости и расчет граничных параметров В соответствии с критерием Гурвица для устойчивости САУ необходимо, чтобы главный минор определителя Гурвица, составленного из коэффициентов характеристического полинома, был больше нуля, то есть для САУ третьего порядка. Ниже приведена часть расчетного файла, реализующая данный пункт задания в пакете MathCad Исходные данные:                 Передаточная функция систем  Коэффициент характеристического полиному САУ         Главный минор определителя Гарвица   Определение граничного коэффициента передачи разомкнутой цепи Граница устойчивости    Построение границы устойчивости в плоскости параметров х 1 х 2:   Расчет статических характеристик САУ Расчёт коэффициента передачи К21, исходя из запаса устойчивости по амплитуде Δ G Граничный коэффициент t   Новое значение коэффициента передачи разомкнутой цепи САУ   Уравнение статических внешних характеристик САУ   Уравнение внешней характеристики САУ  Уравнение внешней характеристики САУ с новым коэффициентом передачи  Расчет внешних статических характеристик Значение выходной величины при f=0, f= fm=10 Статические характеристики      Отклонение выходной величины от заданного значения при f=fm     Статизм внешних характеристик     Расчет логарифмических частотных характеристик САУ   LACH i LFCH     Асимптотические ЛАЧХ звеньев САУ     Управление ассимтотической ЛАЧХ САУ  Уравнение точной ЛАЧХ САУ  Уравнение точной ЛФЧХ САУ  Р а с ч ё т Л А Ч Х и Л Ф Ч Х |