Расчет схемы для модели САУ на ЭВМ

Министерство образования и науки РФ

Омский Государственный Технический Университет

Кафедра ИВТ













КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Основы теории управления













                                                                                         Выполнил: 

                                                                                         

                                                                                         Проверил: доцент Юдин В.А.















Омск 2006г.


Оглавление:



Техническое задание по заданной структурной схеме САУ

Выполнение технического задания

Список литературы








Техническое задание:



Структурная схема САУ

                                                                          

 







Исходные коэффициенты:



k4 и T3  выбрать из минимума интегральной оценки.



  По заданной структурной схеме САУ найти:

Передаточную функцию разомкнутой системы W(p);

Передаточную функцию замкнутой системы Ф(p);

Передаточную функцию ошибки Wx(p);

Дифференциальное уравнение замкнутой системы;

Характеристическое уравнение замкнутой системы;

Дифференциальное уравнение ошибки;

Найти первые два коэффициента ошибки С0, С1

Пользуясь структурным методом моделирования, составить схему для модели САУ на ЭВМ и рассчитать коэффициенты модели.

Выбрать параметры корректирующего устройства обеспечивающей минимум интегральной оценки и построить переходный процесс для выборных параметров.


Выполнение технического задания:



1. Передаточная функция разомкнутой системы:



,где 



2. Передаточная функция замкнутой системы:







3. Передаточная функция ошибки:









4. Дифференциальное уравнение замкнутой системы:





5. Характеристическое уравнение замкнутой системы:

Для получения характеристического уравнения замкнутой системы, необходимо сложить числитель и знаменатель передаточной функции разомкнутой системы и приравнять к нулю.







6. Дифференциальное уравнение ошибки:







7. Первые два коэффициента ошибки с0 и с1:



    

                             







8)  Составим по заданной структурной схеме  САУ схему для моделирования  на ЭВМ в программе MC 2.



	1. Элемент сравнения сигнала                 может быть представлен в виде:

	

x1   R1                        R3

	 

	-x2   R2                                             -x3 

Значения R1,R2,R3 будут равны 1 МОм.



2. Для реализации коэффициента усиления k1=10, используем масштабный операционный усилитель:

                            R2                   





x1   R1                                                 x2





Значение R1 задается равным 1 МОм, тогда R2=k1R1=10 МОм.



3. Модель инерционного звена: 

                       С

                                                  

	                            R2





           R1

 



Для первого инерционного звена                        задаем значение R1=1 МОм, тогда R2=k2R1=2 МОм. С=T1/R2=0,1/2=0,05 мкФ.

Для второго инерционного звена                         задаем значение R1=1 МОм, тогда R2=k3R1=0,1 МОм. С=T2/R2=0,15/0,1=1,5 мкФ.

4. Корректирующее устройство представлено реально-дифференцирующим звеном:



                                                                              

                             R0



    x1      R1         

      R2                                                            -x2

                   1МОм                  1мкФ





                          

                            1 МОм                1 МОм

Задаем R0=1 МОм, тогда R1=T3/k4=0,12/2=0,06 МОм, R2=T3=0,12 МОм. Здесь коэффициенты T3 и k4 будут выбраны позже из минимума интегральной оценки.

5.Идеальное интегрирующее звено: 

                      C

                                                  



        R



Задаем значение R=1 МОм, тогда C=1/k5R=1/10=0,1 мкФ.



С учетом полученных расчетов схема для моделирования САУ на ЭВМ имеет вид:





9) Интегральная оценка. Переходный процесс.

Выберем параметры корректирующих устройств исходя из минимума интегральной оценки, выберем минимальное значение τ и для него построим график зависимости k=I(τ), выберем минимальное значение Т. Установим полученные значения параметров реального дифференцирующего звена. Найденные параметры будут отвечать минимуму интегральной оценки.

k

I(k)

1

0,187

1,5

0,163

2

0,157

2,5

0,158

3

0,162

3,5

0,168

4

0,175

















Функция I(k) принимает минимальное значение при k=2.



Переходный процесс для системы с параметрами корректирующих устройств, удовлетворяющих минимуму интегральной оценки:






Список литературы:



1. Бесекерский В. А.Теория систем автоматического регулирования./ Бесекерский В. А.,     Попов Е П. - М.: Изд-во «Наука», 1976. -769с.

2. Анисимов В. И. Сборник примеров и задач по линейной теории автоматического регулирования./ Анисимов В. И., Вавилов А. А., Фатеев А.В. - М.: Госэнергоиздат, 1959. -114с

3. Фадеев А. И. Метод, указание по дисциплине «Основы теории управления»./ Фадеев А. И., Феигина Е. М., Юдин В. А. - Омск: Изд-во ОмГТУ,1995. -25с.

4. Мерриэм К. Теория оптимизации и расчет систем управления с обратной связью./ Мерриэм К. М.: Изд-во «Мир»,1967. -23бс.

5. Зевке Г. В. Основы теории цепей: Учебник для вузов/Зевке Г. В.,ИонкинП. А.,Нетушил А. В., Страхов С. В. -М.: Энергоатомиздат,19В9. -528с.