Разработка и исследование динамических характеристик САУ мехатронными модулями
Таким образом, получили, что передаточная функция корректирующего устройства имеет вид:
.
6 АНАЛИЗ СИНТЕЗИРОВАННОЙ САУ ПО УСТОЙЧИВОСТИ, КАЧЕСТВУ И ТОЧНОСТИ.
Рисунок 6.1 – Структурная схема желаемой САУ
Рисунок 6.2 – ЛАХ и ЛФХ синтезированной САУ
Рисунок 6.3 – Переходный процесс синтезированной системы
По рисунку 6.2, определяем:
Запас устойчивости по фазе: φ = 149°;
Запас устойчивости по амплитуде: h → ∞, т.к ЛФХ → –180˚.
По рисунку 6.3, определяем:
Время перерегулирования: tp = 1,7 с;
Коэффициент
перерегулирования:
;
Число колебаний: М = 1.
Точность регулирования определяется ошибкой системы.
Передаточная функция ошибки:
где: g(t) – единичный входной сигнал,
С0 – коэффициент ошибки по входному воздействию,
С1 – коэффициент ошибки по скорости,
С2 – коэффициент ошибки по ускорению.
Так как система обладает астатизмом первого порядка с начальным наклоном –20 дБ/дек., то:
С0 = 0; С1 = 1/DV; С2/2=1/DE,
где: DV – добротность по скорости;
DE – добротность по ускорению.
DV = ωV; DE
=
.
По рисунку 5.2 определяем ωV и ωE.
lg(ωV) = 2,957; ωV = 905;
lg(ωE) = 0,36; ωE = 2,29;
DV = 905; DE = 2,29;
C1 = 1/ DV = 0,0011;
C2/2 = 1/ DE = 0,437.
ε(t) = 0.
7 СИНТЕЗ АНАЛОГОВОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
По виду передаточной функции корректирующего устройства определим схему корректирующего устройства.
Выбираем
электрическую
схему, передаточную
функцию типового
корректирующего
устройства.
Она будет содержать
в себе следующие
электрические
схемы:
1. Передаточная функция корректирующего звена [2, 474 стр.]:
k = 1 / R1 ∙
C; T = R2
∙ C.
Рисунок 7.1 – Схема корректирующего звена
Таким образом, получили, что:
R1 = 10 Ом; R2 = 10,96 Ом; C = 0,1 Ф.
2. Передаточная функция корректирующего звена [2, 474 стр.]:
k = 1 / R1 ∙
C; T = R2
∙ C.
Рисунок 7.2 – Схема корректирующего звена
Таким образом, получили, что:
R1 = 10 Ом; R2 = 2,3 Ом; C = 0,1 Ф.
3. Передаточная функция корректирующего звена [2, 474 стр.]:
k = R2 ·
C; T = (R1
+ R2) · C.
Рисунок 7.3 – Схема корректирующего звена
Таким образом, получили, что:
R1 = 1727,8 Ом; R2 = 10 Ом; C = 0,1 Ф.
Реализация передаточной функции корректирующего устройства через четырёхполюсники, имеет вид:
Рисунок 7.4 – Схемотехническая реализация передаточной функции корректирующего устройства
R1 = 10 Ом; R2 = 10,96 Ом; R3 = 10 Ом; R4 = 2,3 Ом; R5 = 1727,8 Ом; R6 = 10 Ом; C1 = 0,1 Ф; C2 = 0,1 Ф; C3 = 0,1 Ф.
При коррекции с помощью интегрирующих устройств система менее подвержена влиянию помех.
8 ВЫВОД
В данной курсовой работе произвели анализ исходных данных и из функциональной схемы получили структурную схему САУ. Для полученной схемы с помощью пакета MatLab 7.1 построили график переходного процесса. Произвели анализ устойчивости некорректированной САУ и пришли к выводу, что данная система неустойчива, а, следовательно, не может поддерживать режим работы объекта регулирования при действии на него возмущающих факторов.
Эта система не соответствует всем необходимым параметрам. Поэтому мы провели синтез САУ и подобрали такое последовательное корректирующее устройство, при котором система стала отвечать необходимым параметрам. Построили для скорректированной САУ графики переходного процесса, ЛАХ и ЛФХ (рисунок 6.2 и 6.3). Произвели анализ скорректированной САУ и пришли к выводу, что данная САУ устойчива и работоспособна.
9 ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Учебник для студентов высш.техн.учебн.заведений. Л., «Энергия», 1975.
Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.:Наука, 1975. – 768 с.
Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. М.:Наука, 1989. 304 с.
Ю.М Соломонцев «Теория автоматического управления» Москва, «Высшая школа», 2000, 91с.
5. Тюков Н.И., Дурко Е.М. и др. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Теория управления» / УГАТУ. – Уфа, 2004 – 35с.
Размещено на