Главное


Исследование динамических характеристик системы автоматического управления

При проектировании автоматических систем приходиться решать такие задачи, как обеспечение устойчивости и точности процесса регулирования, имеющие противоречивый характер. Удовлетворительное решение первой задачи, соответствующее нужному запасу устойчивости, может привести к неудовлетворительным характеристикам в переходном процессе или в установившемся режиме. Возможен и противоположный случай, когда реализация требуемых характеристик качества, например связанная с повышением точности в установившемся типовом режиме, сопровождается чрезмерным понижением запаса устойчивости. Противоречие между двумя задачами особенно наглядно проявляется, если делается попытка решить их одним и тем же способом. Например, уменьшение ошибок в установившемся режиме методом повышения коэффициента усиления в разомкнутой системе, как правило, приводит к уменьшению запаса устойчивости.

Удовлетворительное решение задачи реализации, как требуемого запаса устойчивости, так и качества процесса регулирования может быть достигнуто при одновременном использовании методов и изменении структуры системы или включении корректирующих устройств в прямую цепь, либо цепь внутренней обратной связи. Основное назначение корректирующего устройства - изменение динамических свойств системы в направлении желаемых характеристик, что проявляется в изменении усиления по отдельным гармоникам или только в той области частот, которая оказывается существенной для формирования той или иной динамической характеристики. Влияние корректирующего устройства на динамические свойства системы проявляется также и в изменении фазовой характеристики.

Использование корректирующих устройств наряду с изменением коэффициента усиления в разомкнутой цепи приводит в конечном итоге к деформации частотных характеристик, что и определяет коррекцию динамических свойств системы.

Поэтому целью, данной курсовой работы является: на основе анализа устойчивости и точности САУ разработать рекомендации по повышению качества процесса управления.

Исходные данные:

Структурная схема отображает систему автоматического регулирования угла поворота редуктора Ир, соединяющего вал электродвигателя и объект управления. (например, руку робота).

На структурной схеме задающее напряжение Uз сравнивается с напряжением Uд датчика скорости вращения или угла поворота. На выходе вычитающего (сравнивающего) устройства формируется сигнал рассогласования .

Передаточные функции звеньев САУ

.Усилитель

Wy=

Коэффициент передачи kу=103, постоянная времени Tу=0,04с

.Электродвигатель

Wдв=

где коэффициент передачи электродвигателя kдв=0,6; электромеханическая постоянная времени Tм=1,6 с; электромагнитная постоянная времени Тя=1 с;

3. Датчик скорости вращения ротора электродвигателя

,

где коэффициент передачи kдт = 0,02 В/(рад/с); постоянная времени Tд=0,1 с.

.Звено корректирующей обратной связи

W0i(p) = k0ip,

где k01 = 2*10-3, k02 =5

При необходимости коэффициенты передачи корректирующих звеньев

k0i, i = 1,2,3,4 могут варьироваться для обеспечения качества САУ.

Основные вопросы, подлежащие исследованию и разработке

. Анализ устойчивости САУ с применением алгебраического и частного критериев устойчивости.

.1. Составление передаточной функции разомкнутой и замкнутой САУ.

1.2. Анализ устойчивости САУ с применением критерия Рауса-Гурвица.

.3. Анализ устойчивости САУ с применением критерия Найквиста.

.4. Анализ путей повышения устойчивости САУ.

2. Анализ точности САУ в вынужденном режиме.

.1. Анализ статической ошибки.

2.2. Анализ ошибки по скорости.

.3. Анализ путей повышения устойчивости САУ.

3. Анализ качества переходного процесса.

.1. Частотный метод анализа.

3.2. Корневой метод анализа.

.3. Анализ путей повышения качества переходного процесса.

4. Разработка рекомендаций по повышению качества процесса управления исследуемой САУ.

.1. Выбор путей коррекции САУ.

4.2. Расчет запасов устойчивости скорректированной САУ по амплитуде и фазе.

.3. Расчет точности скорректированной САУ в вынужденном режиме.

.4. Оценка качества переходного процесса скорректированной САУ.

    Другие статьи по теме

    Генератор линейно-изменяющихся напряжений
    Генераторы синусоидального напряжения отличаются тем, что у них цепь обратной связи имеет резонансные свойства. Поэтому условия возникновения колебаний выполняются только на одной частот ...

    Исследование систем автоматического управления
    Целью выполнения курсовой работы по курсу ''Теория автоматического управления'' является - закрепление теоретических знаний и приобретение навыков самостоятельного решения расчетно-иссл ...

    Исследование алгоритма оценивания стохастических динамических систем
    Целью данной работы является исследование алгоритма оценивания стохастических динамических систем называемого Фильтром Калмана. Задачей работы помимо исследования алгоритма является реа ...

    www.domen.ru © 2019