Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Анализ и синтез системы автоматического управления

Тип Курсовая
Предмет ТАУ

ID (номер) заказа
3578825

500 руб.

Просмотров
1017
Размер файла
1.49 Мб
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Учебными планами направления 13.03.02 и специальности
130400 (21.05.04), а также соответствующими программами дисциплины
«Теория автоматического управления» предусмотрено выполнение курсовой
работы. Выполняя курсовую работу, требуется понять основные теоретические
положения дисциплины и освоить ряд технических приемов расчета
автоматических систем управления.
В курсовой работе необходимо выполнить комплекс расчетов
автоматической системы управления, заданной в виде обобщенной
унифицированной алгоритмической схемы. В зависимости от варианта задания
это будет система, изображенная на рис. В.1 или на рис. В.2. Система состоит
из объекта управления ОУ, преобразующего элемента ПЭ, исполнительного
устройства ИУ, управляющего устройства УУ и одного корректирующего
устройства КУ, включенного либо последовательно, либо встречно-
параллельно в основной контур системы. Кроме того, в основной контур
системы, изображенной на рис. В.2, включен усилительный элемент УЭ. В
зависимости от варианта задания исполнительное устройство системы ИУ
может рассматриваться как идеальное интегрирующее звено или как
инерционное звено первого порядка (без множителя р). Соответственно вся
система будет астатической или статической.
Выходная величина объекта х (управляемая величина системы)
зависит от управляющего воздействия у и возмущающего воздействия z.
Требуемый закон изменения величины х определяется задающим воздействием
х 3 .
Из-за действия обоих входных сигналов и из-за инерционности
элементов системы в замкнутом контуре в переходных и установившихся
режимах возникает сигнал отклонения (сигнал ошибки) ε, который
складывается из двух составляющих: составляющей ε з , обусловленной
неточным воспроизведением задающего воздействия, и составляющей ε z
обусловленной неполным подавлением возмущающего воздействия.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
Задание на курсовую работу
Для автоматической системы, алгоритмическая схема которой приведена на
рис. В.1, выполнить следующие расчёты:
1. При заданных параметрах линейной системы оценить точность в
установившемся режиме.
При неудовлетворительной точности выбрать значение передаточного
коэффициента К у , обеспечивающее требуемое значение сигнала
ошибки.
2. С помощью заданного критерия проверить устойчивость линейной
системы при заданных и выбранных параметрах.
3.По требуемым показателям качества в переходном режиме определить
структуру и параметры корректирующего устройства.
4. Методом D-разбиения построить область устойчивости по пара-
метрам (см. табл. 1.4) для скорректированной системы.
5. На ЦВМ получить график переходного процесса по заданному каналу (см.
табл. 1.4) и сравнить полученные показатели качества с требуемыми.
6. Для замкнутой скорректированной системы вычислить квадратичную
интегральную оценку по каналу (см. табл. 1.4) и определить оптимальное
значение коэффициента К у .

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
Выбор исходных данных
Исходные параметры и сама система выбираются по шифру 216.

Цифра, стоящая в разряде сотен, определяет способ включения
корректирующего устройства и, вследствие этого, выбор исследуемой системы:
для цифры 2 - последовательное включение (рис. В.1).

Рис. В.1. Алгоритмическая схема автоматической системы управления (для вариантов 0-4)

Цифра, стоящая в разряде десятков, определяет: по табл. 1.4 -
применяемый критерий устойчивости; параметры, в пространстве которых
необходимо построить область устойчивости; канал системы, по которому
необходимо оценить качество управления в установившихся и переходных
режимах.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Цифра, стоящая в разряде единиц, определяет вариант пара-
метров элементов (табл. 1.2, а, б) и вариант параметров внешних
воздействий и требуемых показателей качества (табл. 1.3, а, б). Для нечетных
цифр Т и задана и исполнительное устройство рассматривается как инерционное
звено 1 порядка.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
1. Оценка точности в установившемся режиме

Точность статической системы в установившемся режиме оценивают при
ступенчатом воздействии. Для вычисления значения сигнала ошибки в устно-
вившемся режиме следует воспользоваться теоремой Лапласа о конечном
значении оригинала.
Записываем передаточную функцию замкнутой системы по заданному
каналу воздействия x з – ε:

Изображение входного сигнала по Лапласу:

Тогда установившееся значение ошибки:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

По условию (см. табл. 1.3 а), ошибка не должна превышать значение 0,45.
Значение ошибки при исходных коэффициентах составляет 0,645, т.е., в больше
требуемого значения.
Следовательно, для обеспечения требуемого значения ошибки,
коэффициент усиления k y должен быть увеличен и принять значение 22.

Установившаяся ошибка:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Установившаяся ошибка удовлетворяет заданному значению,
следовательно, коэффициент передачи выбран верно.

2. Проверка устойчивости исходной системы
По условию, проверка устойчивости должна быть осуществлена с
использованием критерия Гурвица.
Оценка устойчивости должна быть произведена для исходной системы и
системы с выбранным новым коэффициентом передачи k y .
Запишем характеристические полиномы замкнутой системы -
знаменатели ПФ - для исходной системы (1) и системы с изменённым
коэффициентом передачи (2):

По необходимому условию Гурвица, все коэффициенты
характеристического полинома должны быть положительными. Необходимое
условие устойчивости выполняется.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

По достаточному условию устойчивости, все определители матрицы
Гурвица должны быть положительными. Формируем матрицу Гурвица:
Из коэффициентов характеристического уравнения замкнутой системы
a 0 р n + a 1 р n-1 + … + a n = 0 составляется таблица, называемая матрицей Гурвица по
следующему правилу:
1) по диагонали сверху вниз записываются все коэффициенты, начиная с a 1 до
a n в порядке возрастания индексов;
2) столбцы дополняются вверх коэффициентами с возрастающими индексами,
вниз коэффициентами с убывающими индексами;
3) на месте коэффициентов с индексами больше n и меньше нуля
проставляются нули.

Формируем матрицу Гурвица и рассчитываем определители исходной
системы:

Формируем матрицу Гурвица и рассчитываем определители системы с
новым коэффициентом передачи:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

В первом случае, определители всех 3 порядков положительные; во
втором случае определители 2 и 3 порядков отрицательные.

Таким образом, исходная система устойчива; скорректированная система
неустойчива.

3. Расчёт последовательного корректирующего
устройства
ПФ разомкнутой системы c исправленным коэффициентом передачи:

До первой частоты сопряжения ω 1 = 1/1,8 = 0,556 асимптотическая ЛАЧХ
системы будет идти под наклоном «0 дБ/дек» и принимать значение L(ω) =
20·lg(19) = 25.575 дБ.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

После первой частоты сопряжения ЛАЧХ будет идти под наклоном «-20
дБ/дек».
После второй частоты сопряжения ω 2 = 1/0,6 = 1,667 ЛАЧХ будет идти
под наклоном «-40 дБ/дек».
После третьей частоты сопряжения ω 3 = 1/0,2 = 5 ЛАЧХ будет идти под
наклоном «-60 дБ/дек».

Построим асимптотическую ЛАЧХ исходной системы:

Рис. 3.1. ЛАЧХ нескорректированной системы

Далее по заданным требованиям определяем параметры желаемой ЛАЧХ:

Далее строим желаемую ЛАЧХ на одном графике с ЛАЧХ
нескорректированной системы: (для упрощения расчета немного изменим
частоту среза)

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Рис. 3.2. Желаемая ЛАЧХ и ЛАЧХ нескорректированной системы

ЛАЧХ КУ:

Рис. 3.3. ЛАЧХ КУ

По ЛАЧХ КУ восстанавливаем ПФ КУ:

Схема КУ:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Рис. 3.4. Реализация последовательного КУ

Далее определим запасы устойчивости скорректированной системы.
Запишем ПФ разомкнутой скорректированной системы после ввода КУ:

Выражения ЛАЧХ и ЛФЧХ:

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ желаемой системы и определим запасы
устойчивости по амплитуде и фазе:

Рис. 3.5. ЛАЧХ и ЛФЧХ желаемой системы

Определяем запасы устойчивости:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
4. Построение области устойчивости скорректированной
системы

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Ранее мы определили ПФ разомкнутой скорректированной системы:

Запишем ПФ разомкнутой системы без учёта текущего коэффициента
передачи K = 19:

Характеристический полином замкнутой системы может быть определен
как сумма полиномов числителя и знаменателя разомкнутой системы:

Выразим коэффициент передачи k:

Проведём в правой части замену р = i·ω:

Выделяем вещественную и мнимую составляющую:

Строим область D-разбиения по параметру k:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Рис. 4. Область устойчивости замкнутой скорректированной системы по параметру k

Замкнутая система будет устойчива при -1 < k < 61,503.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
5. Построение графика переходного процесса и оценка
качества переходного процесса
Запишем ПФ замкнутой скорректированной системы по каналу x з – x:

Используя пакет MathCAD, найдём выражение переходной
характеристики:

График переходного процесса:

Рис. 5. Переходная характеристика скорректированной системы по каналу x з – x

Основные показатели качества:
Установившееся значение: 0,95; Статическая ошибка: 0,05
Перерегулирование: 35%; Время регулирования: t p = 1,75 c;
Число колебаний: N = 2

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
6. Вычисление и минимизация интегральной оценки при
типовом воздействии
Запишем ПФ замкнутой скорректированной системы по каналу x з – ε без
учёта текущего коэффициента передачи k рк = 2:

Выражение для изображения переходной составляющей управляемой
величины:

Выражение квадратичной оценки по равенству Парсеваля:

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.

Находим определители Δ и Δ v :

Тогда значение квадратичной оценки:

Построим график зависимости Q кв (k):

Рис. 6. Зависимость квадратичной оценки от коэффициента передачи разомкнутой системы

Анализируя график Q кв (k), определяем, что квадратичная оценка будет
минимальна при K рк = 42.

Да
та
Подп
ись

док
.
Л
и
с
т

2
-
2
-
Ли
ст

Ко
л.у
ч
Из
м.
Литература

1. http://edu.alnam.ru/book_b_tau.php?id=55
2. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Теория
автоматического управления техническими системами: Учеб. Пособие. – М.:
Изд-во МГТУ, 1993. – 492 с., ил.
3. Леонов Р. Е. Решение типовых линейных задач в системе МАТЛАБ:
учебное пособие / Р. Е. Леонов. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2012. 168 с.
4. Лукас Л. А., Барановский В. П. Теория автоматического управления.
Часть 1. Математическое описание, анализ устойчивости и качества линейных
непрерывных систем управления: курс лекций / В. А. Лукас, В. П. Барановский.
Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2007. 226 с.
5. Лукас В. А., Барановский В. П. Основы теории автоматического
управления: учебное пособие / В. А. Лукас, В. П. Барановский. Екатеринбург:
Изд-во УГГУ, 2007. 190 с.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
148428
рейтинг
icon
3134
работ сдано
icon
1355
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
142444
рейтинг
icon
5882
работ сдано
icon
2654
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
95919
рейтинг
icon
2036
работ сдано
icon
1275
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
47 190 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
челгу
очень терпеливый исполнитель, за короткий срок выполнил работу,выполнил качественно, работ...
star star star star star
ДВФУ
Лучший автор, работы была выполнена в кратчайший срок. Все обсудили и работа вышла на высш...
star star star star star
РЭУ им Плеханова
Сделала все хорошо, даже досрочно(думала, что будет плохой результат, но нет), по требован...
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Решить 6 примеров

Решение задач, Математика

Срок сдачи к 30 окт.

только что

Курсовая АП Вуз

Курсовая, уголовное право

Срок сдачи к 2 нояб.

1 минуту назад

Решить кейс указанный во вложениях.

Решение задач, экономика организации

Срок сдачи к 1 нояб.

2 минуты назад

отчет Ургупс

Отчет по практике, Учебная Практика отчет Ургупс

Срок сдачи к 31 окт.

2 минуты назад

Онлайн-помощь по предмету «Управление и администрирование информационных систем»

Онлайн-помощь, Управление и администрирование информационных систем

Срок сдачи к 31 окт.

4 минуты назад

Проектная работа по информатике на тему:

Курсовая, Информатика и программирование

Срок сдачи к 30 окт.

6 минут назад

Решить контрольную

Контрольная, Физико-химические основы развития и тушения пожара

Срок сдачи к 4 нояб.

6 минут назад

Решить 5 задач по тфкп

Решение задач, Математический анализ

Срок сдачи к 1 нояб.

6 минут назад

технологии открытие и обслуживание банковских счетов

Другое, практикум по банковским операциям

Срок сдачи к 8 нояб.

7 минут назад

"Основные направления совершенствования системы местного самоуправления в Российской Федерации"

Другое, государственное и муниципальное управление

Срок сдачи к 4 нояб.

7 минут назад
10 минут назад

Решить 2 задачи

Решение задач, организация производства

Срок сдачи к 8 нояб.

10 минут назад

Решить 2 ситуации.

Решение задач, социальная работа

Срок сдачи к 5 нояб.

10 минут назад

судебная власть российской федерации, антиплагиат не менее 50%

Курсовая, Теория государства и права

Срок сдачи к 10 дек.

11 минут назад

итоговая аттестация по программе Реабилитационное сестринское дело

Решение задач, реабилитационное сестринское дело

Срок сдачи к 10 нояб.

11 минут назад

Решить 5 задач по физической химии

Контрольная, Физическая химия

Срок сдачи к 15 нояб.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно
    Введите ваш e-mail
    Файл с работой придёт вам на почту после оплаты заказа
    Успешно!
    Работа доступна для скачивания 🤗.