Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

реферат на тему: Синтез и анализ аналоговых и цифровых регуляторов

скачать реферат

Министерство высшего образования российской федерации

Кубанский Государственный технологический Университет

Кафедра Автоматизации производственных процессов

Курсовая работа По курсу “Теория управления”

Тема курсовой работы: "Анализ и синтез оптимальной одноконтурной САУ при использовании непрерывного и цифрового регуляторов"

Выполнил студент группы 96-ОА-61 номер зачетной книжки 96-ОА-612 ……………………. Проверил профессор ……………………..

Краснодар 1999

РЕФЕРАТ

Курсовой работа. ___ листов , ___рисунков, ____таблицы, ____источника, ____приложение.

Передаточная функция, переходная функция, регулятор, фиксатор нулевого порядка, оптимальное управление, цифровой -фильтр.

В данном курсовой работе предложено синтезировать и проанализировать работу одноконтурной САУ при использовании непрерывного и цифрового регуляторов, реализующих П-, ПИ- и ПИД- закон регулирования. Оптимизация САУ производится по критерию максимальной динамической точности. В завершении был рассчитан цифровой фильтр, обеспечивающий перевод системы из одного состояния в другое за минимальное число периодов квантования при наличии ограничения на управляющие воздействие.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение1Определение параметров оптимальной настройки регуляторов2Переходные процессы в замкнутой системе при использовании непрерывного регулятора и их анализ3Определение периода квантования цифрового регулятора и его параметров настройки4Анализ устойчивости САУ по критерию Джури и построение переходных процессов в цифровых системах5Расчет цифрового фильтра6Оптимальное управляющие воздействие и реакция на него приведенной непрерывной частиЗаключениеСписок литературыПриложение А Введение

Развитие всех областей техники в настоящее врамя характкризуется широкой автоматизацией различных производственных процессов. При этом освобождается труд человека, повышается точность и скорость выполнения операций, что значительно повышает производительность производства. Автоматизация обеспечивает работу таких обьектов, непосредственое обслуживание человеком невозможно из-за вредности, отдаленности или быстрого протекания процесса. В настоящее время резко увеличивается производство различного оборудования для автоматизации промышленности, а также внедряются новые типы автоматических устроиств, основанные на последних достижениях науки и техники. Эффективное использование автоматики в народном хозяйстве возможно лишь при условии рационального решения задач на всех этапах ее разработки и освоения. Наиболее ответственным этапом при проектировании систем автоматизации является их синтез, расчет и последующий анализ, которые на сегодняшний день базируются на теории управления. Эта наука позволяет не только найти параметры, при которых система работает устойчиво, различные качественные показатели системы, но также и оптимизировать систему для более рационального использования различных ресурсов.

1ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ НАСТРОЙКИ РЕГУЛЯТОРОВ

Определение оптимальных параметров настройки П, ПИ, ПИД - регуляторов производим по расширенных амплитудно-фазовым характеристикам. Расширенной амплитудно-фазовой характеристикой звена или системы называют отношение вектора гармонических вынужденных затухающих колебаний на входе к вектору гармонических затухающих колебаний на входе. Существуют два показателя степени затухания: - относительная степень затухания; m - логарифмический
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

декремент затухания, которые связаны между собой следующим далее соотношением:

, (1.1)

Из предыдущей формулы (1.1) определяем значение логарифмического декремента затухания m:

, (1.2)

Система автоматического управления будет обладать требуемой относительной степенью затухания, если расширенная амплитудно-фазовая характеристика разомкнутой система автоматического управления будет проходить через точку на комплексной плоскости (-1, j0), т.е.

Wp(m,j)* Wo(m,j) = -1, (1.3)

или

-Wp(m,j) = 1/ Wo(m,j), (1.4)

Для получения расширенной амплитудно-фазовой характеристики необходимо в передаточную функцию подставить:

p=-m+j=(j-m).

Рисунок 1.1 Структура схемы непрерывной САУ

Передаточная функция нашего исходного объекта имеет следующий далее вид:

, (1.5)

, (1.6)

Формула (1.6) представляет собой инверсную расширенную амплитудно - фазовой характеристику обьекта.

Так как заданое значение = 0.96, то по формуле (1.2) определим значение m и подставим его в предыдущую формулу расширенной амплитудно-фазовой характеристики, m = 0.512.

Перед тем, как определить оптимальные параметры настройки П, ПИ, ПИД регуляторов найдем частоту среза нашего обьекта. Частота среза это такое значение частоты w = wc, при котором значение амплитуды на выходе на превышало бы трех процентов от амплитуды при нулевой частоте. Запишем выражение амплитудно - фазовой характеристики нашего обьекта:

, (1.7)

Амплитудно-фазовую характеристику обьекта можно найти из следующей формулы:

, (1.8)

где Re(w) вещественная часть амплитудно-фазовой характеристики; Jm(w) мнимая часть амплитудно-фазовой характеристики.

.

При нулевой частоте значение амплитуды равно 3.1 . Значит необходимо найти такое w = wс, чтобы = 0.03*3.1 = 0.093. Таким образом необходимо расчитать уравнение

, (1.9)

Решением этого уравнения является то, что мы находим следующие параметры w = 0.417, следовательно и wc = 0.417. Для опреления оптимальных параметров регулятора необходимо решить уравнение (1.6). Приравняв вещественные и мнимые части в уравнении (1.6), можэно получить расчетные формулы для определения параметров регуляторов [4, ст 250]: - П регулятор:

- Пи регулятор:

- Пид регулятор:

где С0 = 1/Tu; C1 = Kp; C2 = Tg.

Для ПИД регулятора имеем два уравнения с тремя неизвестными, тогда задаемся отношением:

,

В этом случае расчет формулы для ПИД регулятора принимает следующий далее вид:

где а = w(m2+1); ; .

Расчет оптимальных параметров настройки для П регулятора представлен следующим образом:

, (1.10)

Из второго уравнения системы (1.10) найдем w и подставим это значение в первое уравнение системы. При решении получи, что w = 0.354 и оптимильными параметрами настройки П регулятора является значение Кропт = 1.01. Рассчитываем оптимальные значения параметров настройки для ПИ регулятора. Для каждого значения частота от 0 до частоты среза находи точки С1С0 и С1, соответствующие требуемой степени затухания . Оптимальным параметром является является точка на линии, равной степени затухания С1С0 = f(С1), лежащия справа от глобального максимума. Эти параметры обеспечивают:

.

Итак, запишем далее следующую систему уравнений для Пи регулятора:

,

скачать реферат

1 2 3 4 ... последняя

Рефераты / Кибернетика /

реферат на тему: Синтез и анализ аналоговых и цифровых регуляторов

Обратная связь.