Курсовая работа по дисциплине Теория автоматического управления Расчет оптимальных настроек непрерывных и дискретных регуляторов

• Название: Курсовая работа по дисциплине Теория автоматического управления Расчет оптимальных настроек непрерывных и дискретных регуляторов
• Дата: 09.11.2022
• Размер: 0.66 Mb.
• Имя файла: 2670da1d029a2664.docx
• Тип: Курсовая; #778799
• страница: 1 из 8

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И ВЫСШЕЙ НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра кибернетических систем

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Теория автоматического управления»

«Расчет оптимальных настроек непрерывных и дискретных регуляторов»

Вариант 3-2

Выполнил: студент группы АТПбз-17-3

Буйлов А.А.

Проверил: доцент каф. КС

к.т.н. Макарова Л.Н.

Тюмень

ТИУ

2021

Оглавление

1 Задание для курсовой работы 3

2 Основные определения и алгоритмы 4

3 Расчет передаточной функции по кривой отклика 5

4 Метод Зиглера-Никольса 8

4.1 Расчет настроек П-регулятора методом Зиглера – Никольса 10

4.3 Расчет настроек ПИД-регулятора методом Зиглера – Никольса 13

5 Метод Коэна-Куна 17

5.1 Алгоритм расчета настроек 17

5.2 Расчет настроек П-регулятора методом Коэна-Куна 18

5.3 Расчет настроек ПИ-регулятора по методу Коэна-Куна 20

5.4 Расчет настроек ПИД-регулятора методом Коэна-Куна 22

6 Расчет настроек дискретного ПИ-регулятора методом ограничения на частотный показатель колебательности 25

6.1 Выбор допустимого значения частотного показателя колебательности 30

6.2 Расчет параметров окружности 31

6.3 Выбор типа регулятора 31

6.4 Выбор периода квантования 32

6.5 Выбор интервала варьирования 32

6.6 Преобразование структурной схемы 33

7 Выводы 39

1 Задание для курсовой работы

Рассчитать оптимальные настройки непрерывных П, ПИ, ПИД регуляторов методом Зиглера - Никольса, дискретного ПИ-регулятора методом ограничения на частотный показатель колебательности, если объект задан кривой отклика (рисунок 1). Данные для расчета выбрать в соответствии с номером таблицы в распоряжении и порядковым номером в списке группы.



Рисунок 1 – Кривая отклика: а) – изменение управляющего воздействия; б) – изменение выходной величины

Исходные данные для расчетов:

U0=0.17;U1=0.32; t0=1; t1=4; t2=16; X0=1.8; X1=2.2.

2 Основные определения и алгоритмы

Любую систему управления образуют две подсистемы: объект управления и устройство управления (рисунок 2).



Рисунок 2 – Структурная схема контура управления

В современных системах устройство управления часто имеет вид регулятора, т.е. отрабатывает какой-либо простейший закон управления (пропорциональный, интегральный, дифференциальный) или их комбинацию. Передаточные функции регуляторов приведены в таблице 1.

Таблица 1-Передаточные функции непрерывных регуляторов

Тип регулятора	Передаточная функция, W(p)
П
И
Д (идеальный)
Д (реальный)
ПИ
ПД
ИД
ПИД

Параметры регуляторов: коэффициент передачи К_о; постоянная времени интегрирования T_и; постоянная времени дифференцирования Т_и называют настройками регулятора.

Для одного и того же объекта работа контура будет зависеть от выбора настроек регулятора. Если они обеспечивают необходимый запас устойчивости и показатели качества управления как в установившемся, так и в динамических режимах, тогда их считают оптимальными.

Чтобы настройки оказались оптимальными, их необходимо рассчитывать, но для проведения расчетов требуется знание передаточной функции объекта. Она может быть найдена различными методами, например аналитически, или с использованием статистической информации, или на основе закономерностей теории автоматического регулирования.