Курсовая. Система автоматического управления (сау) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для сау операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т д
 Скачать 0.97 Mb.
|
 ВВЕДЕНИЕ Система автоматического управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для САУ операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. САУ функционирует в основном в составе производственного или какого-либо другого комплекса. История техники насчитывает много ранних примеров конструкций, обладающих всеми отличительными чертами САУ (регулирование потока зерна на мельнице с т. н. "потряском", уровня воды в паровом котле машины Ползунова, 1765, и т. д.). Первой замкнутой САУ, получившей широкое техническое применение, была система автоматического регулирования с центробежным регулятором в паровой машине Уатта (1784). По мере совершенствования паровых машин, турбин и двигателей внутреннего сгорания всё более широко использовались различные механические регулирующие системы и устройства, достигшие значительного развития в конце 19 — начале 20 вв. Новый этап в А. у. характеризуется внедрением в системы регулирования и управления электронных элементов и устройств автоматики и телемеханики. Это обусловило появление высокоточных систем слежения и наведения, телеуправления и телеизмерения, системы автоматического контроля и коррекции. 50-е гг. 20 в. ознаменовались появлением сложных систем управления производственными процессами и промышленными комплексами на базе электронных управляющих вычислительных машин. САУ классифицируются в основном по цели управления, типу контура управления и способу передачи сигналов. Первоначально перед САУ ставились задачи поддержания определённых законов изменения во времени управляемых величин. В этом классе систем различают системы автоматического регулирования (CAP), в задачу которых входит сохранение постоянными значения управляемой величины; системы программного управления, где управляемая величина изменяется по заданной программе; следящие системы, для которых программа управления заранее неизвестна. В дальнейшем цель управления стала связываться непосредственно с определёнными комплексными показателями качества, характеризующими систему (её производительность, точность воспроизведения и т. п.); к показателю качества могут предъявляться требования достижения им предельных значений, для чего были разработаны адаптивные, или самоприспосабливающиеся системы. Последние различаются по способу управления: в самонастраивающихся системах меняются параметры устройства управления, пока не будут достигнуты оптимальные или близкие к оптимальным значения управляемых величин; в самоорганизующихся системах с той же целью может меняться и её структура. Наиболее широки, в принципе, возможности самообучающихся систем, улучшающих алгоритмы своего функционирования на основе анализа опыта управления. Целью курсовой работы является расчет параметров САУ, осуществляющие автоматические системы за объектом, перемещающимся в пространстве и излучающим электронные волны. Задачами курсовой работы являются: Рассмотреть особенности систем автоматического управления; Дать основные понятия и определения САУ; Определить какие бывают принципы действия САУ; Рассмотреть классификацию САУ; Произвести расчет параметров САУ, осуществляющие автоматические системы за объектом, перемещающимся в пространстве и излучающим электронные волны. В процессе выполнения курсовой работы были использованы нормативные источник, научная, методическая литература, периодические издания и т.д. 1 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ Теория автоматического регулирования и управления относится к числу научных дисциплин, образующих в совокупности науку об управлении. В начале она создавалась с целью изучения закономерностей в процессах автоматического управления техническими процессами - производственными, энергетическими, транспортными и т.п. В настоящее время основное значение теория автоматического регулирования и управления имеет для изучения технических процессов, хотя в последние годы её выводами и результатами начинают пользоваться для изучения динамических свойств систем управления не только технического характера. Отправной точкой предыстории теории автоматического управления можно считать 1868 г., когда Д.К. Максвелл выполнил первый строгий математический анализ устойчивости системы управления с обратной связью. Он исследовал влияние параметров системы на устойчивость и показал, что система устойчива, если корни характеристического уравнения имеют отрицательные действительные значения. Независимо от Д.К. Максвелла в 1877 г. И.А. Вышнеградский исследовал устойчивость регуляторов. В 1893 г. А. Б. Стодола впервые вводит понятие постоянной времени системы и предлагает оценивать устойчивость системы по устойчивости характеристического уравнения. В 1892 г. A.M. Ляпунов опубликовал в России свое знаменитое сочинение «Общая задача об устойчивости движения». На Западе теория устойчивости по Ляпунову становится известной лишь в 1960 г. и получает свое признание. В 1892—1898 гг. английский инженер О. Хевисайд исследует переходные характеристики систем, вводя понятие передаточной функции. Первая электронная вычислительная машина (ЭВМ) была создана в 1945 г. в США под руководством американских ученых Дж.В. Моучли и Д.П. Эккерта и предназначалась для расчета баллистических таблиц (машина была построена по заказу артиллерийского управления). ЭВМ содержала 18 тысяч электронных ламп и потребляла 150 кВт. Быстродействующая электронная счетная машина (БЭСМ) была сконструирована в СССР в начале 50-х годов прошлого века коллективом ученых, во главе которых стоял академик С.А. Лебедев. Оперативная память машины равнялась 512 кбт., но именно на ней рассчитывалась орбита полета первого спутника и полет Ю.А. Гагарина. В 1960 г. разработано второе поколение компьютеров с использованием полупроводниковой технологии. С 1965 г. начинает развиваться миникомпьютерная технология, а в 1969 г. В. Хофф изобрел микропроцессор. В 1970—1980-е годы получает развитие идея об использовании цифровых компьютеров для управления в промышленности, особенно химической. К 1983 г. появляются первые персональные компьютеры. Проектирование современных систем управления при наличии прикладных пакетов компьютерных программ, включая такие, как ORACLS, Program CC, Control-C, PC-Matlab, MATRIXX, Easy5, SIMNON и др., становится доступным для рядового инженера. Автоматизация позволяет увеличить производительность и повысить качество выпускаемой продукции. Термин автоматизация впервые стал популярен в автомобильной промышленности. Полностью автоматизированные станки были связаны с помощью конвейера в длинную линию, способную производить детали двигателя, например, такие как блок цилиндров, без вмешательства оператора. При производстве кузовов высокоскоростные штамповочные прессы были связаны автоматическими подающими механизмами, что позволило повысить производительность формовки металлических листов. На многих других операциях, где процесс отличался достаточной стабильностью, например при изготовлении радиаторов, ручную работу заменили полностью автоматизированные линии. Робот— это управляемая компьютером машина, функционирующая фактически н; тех же принципах, которые используются в системах автоматизации. Робототехнику можно определить как отдельную ветвь автоматизации, в которой проектируются автоматические машины (т. е. роботы), призванные заменить труд человека. Поэтому роботы обладают определенными характеристиками, присущими человеку. Примером может служить механический манипулятор, воспроизводящий движения человеческой руки и кисти. Отметим, что некоторые задачи автоматическая машина выполняет лучше человека, тогда как с другими лучше справляется человек. Основные понятия и определения САУ Элементом автоматики называется часть устройства автоматической системы, которая выполняет самостоятельные функции в качественных, или количественных преобразований физических величин.  |