Название: Анализ устойчивости САУ
Вид работы: курсовая работа
Рубрика: Коммуникации и связь
Размер файла: 142.97 Kb
Скачать файл: referat.me-170759.docx
Краткое описание работы: МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО Факультет: Энергетический Кафедра: Автоматики и электроники Специальность: Форма обучения: очная
Анализ устойчивости САУ
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФГОУ ВПО
Факультет: Энергетический
Кафедра: Автоматики и электроники
Специальность:
Форма обучения: очная
Курс, группа:
КУРСОВАЯ РАБОТА
Анализ устойчивости САУ
(Вариант 13)
“К защите допускаю”
Руководитель:
Оценка при защите: _____________________
__________________ “____”___________________2007г
_________________________
(подпись)
“____”______________2006г
2007
РЕФЕРАТ
Курсовая работа: 10 страниц, 3 рисунков, 1 таблицу.
Данная курсовая работа выполнена студентом IV-го курса факультета электрификации и автоматизации сельского хозяйства по теме: Автоматика.
Целью курсовой работы является закрепление и углубление теоретических знаний по отдельным разделам курса, формирование умений и навыков в области построения математических моделей автоматических систем, алгоритмизации этих моделей для их расчета на ЭВМ, эффективного применения ЭВМ на различных этапах анализа и синтеза систем автоматического управления (САУ). Все более широкое внедрение САУ в различных отраслях народного хозяйства, усложнение принципов построения этих систем, реализуемых в последнее время на элементах цифровой техники и микропроцессорах, требует формирования устойчивых навыков «системного» и «машинного» мышления, на что и нацелена данная курсовая работа. Полученные в ходе выполнения курсовой работы знания, умения и навыки должны явиться подспорьем при выполнении дипломного проекта.
![]() |
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ…………………………..….…5
2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………..….….6
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ…………..….…….7
3.1. ПОСТРОЕНИЕ АФЧХ САУ………..…………………..…….……8
3.2. ПОСТРОЕНИЕ ЛЧХ…………………..………………..….……….9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………..….....………11
ВВедение
Все более широкое внедрение САУ в различных отраслях народного хозяйства, усложнение принципов построения этих систем, реализуемых в последнее время на элементах цифровой техники и микропроцессорах, требует формирования устойчивых навыков «системного» и «машинного» мышления, на что и нацелена данная курсовая работа.
В процессе выполнения курсовой работы решаются следующие задачи:
· производится составление и анализ математических моделей объектов управления и САУ в целом;
· производится математическое моделирование САУ в переходных режимах;
· выполняется синтез реальных цифровых автоматов, их оптимизация,
· выполняется построение принципиальных схем с использованием современных полупроводниковых интегральных схем.
1 заданиЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Структурная схема САУ имеет вид, приведенный на рисунке 1.
Рисунок 1 Структурная схема исследуемой САУ
Передаточные функции объекта управления (ОУ), исполнительного механизма (ИМ), датчика (Д) и корректирующего устройства (КУ):
Значения коэффициентов приведены в таблице 1.
Таблица 1 Вариант задания на курсовую работу
№ варианта | Параметры | |||||||
К1 | К2 | К3 | К4 | Т1 | Т2 | Т3 | Т4 | |
13 | 200,5 | 2 | 1 | 200,5 | 0,7 | 0,15 | 0,1 | 0,7 |
![]() |
2. ТЕОРеТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Для исследования устойчивости замкнутой линейной САУ используется частотный критерий устойчивости Найквиста. Структурная схема системы показана на рисунке 2.
![]() |
Рисунок 2 Замкнутая САУ
Здесь W(p) – передаточная функция разомкнутой САУ. Предположим, что разомкнутая система устойчива. Тогда для устойчивости замкнутой САУ необходимо и достаточно, чтобы годограф амплитудно-фазовой характеристики W(jw) разомкнутой системы (указанная характеристика получается из W(p) заменой p=jw) не охватывал точку с координатами (-1, j0). Частота, на которой |W(jw)| = 1, называется частотой среза (wср ). Для того, чтобы оценить, насколько далеко от границы устойчивости находится система, вводятся понятие запасов устойчивости. Запас устойчивости по амплитуде (модулю) указывает, во сколько раз необходимо изменить длину радиуса-вектора годографа АФХ, чтобы, не меняя фазового сдвига, вывести систему на границу устойчивости. В свою очередь, запас устойчивости по фазе указывает, на сколько необходимо увеличить по абсолютной величине аргумент АФХ, чтобы, не меняя величину модуля, вывести систему на границу устойчивости. Для абсолютно устойчивых систем запас устойчивости по модулю DH вычисляется по формуле:
где частота w0 определяется из соотношения arg W(jw0 ) = - 1800 .
Величина = 1800
+ arg W(jwср
) определяет запас устойчивости по фазе. Из критерия Найквиста следует, что устойчивая в разомкнутом состоянии система будет устойчивой и в замкнутом состоянии, если сдвиг по фазе на частоте среза не достигает – 1800
. Выполнение этого условия можно проверить, построив логарифмические частотные характеристики разомкнутой САУ. При
этом достаточно просто определяются также запасы устойчивости DН и
, как показано на рисунке 3.
Рисунок 3 Определение запасов устойчивости
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАПАСА УСТОЙЧИВОСТИ
Найдем произведение звеньев системы.
Найдем числитель дроби:
20Lgk=20Lg80400,5=98,1
Рисунок 2. АФЧХ разомкнутой САУ.
![]() |
Рисунок 3. ЛЧХ разомкнутой САУ.
Выводы:
1. Из рисунка 2 видно, что АФЧХ проходит левее точки с координатами [-1;0], что по критерию Найквиста указывает на не устойчивость системы.
2. По рисунку 3 можно сказать, что система также является не устойчивой, так как не имеется запаса устойчивости.
![]() |
ЗАКЛЮЧЕИЕ
![]() |
При выполнении курсовой работы была построена математическая модель системы автоматического управления и рассчитана с использованием программы MATHLAB. В результате всех построений и вычислений были получены следующие результаты:
- значение коэффициента передачи при фазовом сдвиге меньше значения -1 (
);
- значение фазного сдвига при коэффициенте передачи больше
(
).
Согласно этим полученным значениям можно сделать вывод что система, которую мы исследовали, - неустойчива.
Рекомендации: система будет устойчивой, если хотя бы будет запас по одному критерию.
Достаточно чтобы график ЛАХЧ начинался чуть выше значения . Тогда будет запас по коэффициенту передачи и система будет устойчивой. Желаемая характеристика показана на рисунке 3 штриховой линией. В этом случае при фазовом сдвиге
получаем запас устойчивости по коэффициенту передачи.
Похожие работы
-
Исследование однофазного инвертора тока
Министерство образования и науки Российской Федерации ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)
-
Расчетно-графическая работа 2
Министерство образования Российской Федерации Уральский Государственный Технический Университет - УПИ Кафедра "ВЧСРТ" Расчетно-графическая работа
-
Управление многомерными автоматическими системами
Характеристика структурной схемы объекта управления, особенности системы автоматического управления второго порядка. Составление уравнения объекта управления в векторной форме, порядок проверки системы на устойчивость, управляемость и наблюдаемость.
-
Расчет линейных цепей методом топологических графов
Декану кибернетического факультета Кирию В. Г. _ В срок до 26.02.96г. прошу представить в отдел аспирантуры заявки на плдготовку научно- педагоги - ческих кадров на 1997г. :
-
Лабораторная работа 1 по Цифровым и Микропроцессорным устройствам
Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Южно-Уральский Государственный Университет Кафедра Радиотехнических Систем
-
Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения 2
Министерство образования Российской Федерации Пермский государственный технический университет Кафедра электротехники и электромеханики Отчет по лабораторной работе №1
-
Расчет операционного усилителя
Министерство сельского хозяйства российской федерации Фгоу впо орловский государственный аграрный университет Факультет Агротехники и энергообеспечения
-
Расчет усилителя низкой частоты
Определение параметров работы двухкаскадного усилителя тока с непосредственной связью, выполненного на германиевых (Ge) транзисторах структуры n-p-n по заданным показателям. Основные расчеты показателей преобразования напряжения, коэффициентов усиления.
-
Реализация и анализ цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой
Министерство образования Российской Федерации УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Оценка работы Курсовая работа Реализация и анализ цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой
-
Расчет усилителя на биполярном транзисторе
Расчетно-графическая работа по курсу электроники. Расчет однокаскадного усилителя. Вариант №25. Задание: Требуется рассчитать однокаскадный усилитель на биполярном транзисторе, схема которого приведена ниже. В этой схеме тип транзистора определяется полярностью заданного напряжения.