Расчет и исследование динамических показателей и показателей качества двухконтурных систем автоматического управления

Содержание

1. Задание на курсовую работу

2. Расчет и исследование внутреннего контура регулирования САР

2.1 Составление схемы оптимальной двухконтурной САР

2.2 Определение передаточной функции регулятора внутреннего контура

2.3 Передаточные функции внутреннего оптимального разомкнутого контура регулирования

2.4 Расчет графиков оптимальных САР аналитическим способом >2.5 Исследование динамических свойств внутреннего контура регулирования САР при изменении постоянной времени регулятора Tр.

2.5.1 Передаточные функции разомкнутых и замкнутых САР

2.5.2 Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ замкнутой и разомкнутой САР

2.5.3 Расчет переходных процессов по методу моделирования на компьютере

2.5.4 Выводы

2.6 Исследование динамических свойств внутреннего контура регулирования САР при изменении постоянной времени регулятора Tр1.

2.6.1 Передаточные функции разомкнутых и замкнутых САР

2.6.2 Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САР

2.6.3 Расчет переходных процессов по методу моделирования на компьютере

2.6.4 Выводы

3. Расчет и исследование двухконтурной статической САР с последовательной коррекцией

3.1 Составление структурной схемы двухконтурной САР

3.2 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой САР для выходной величины внешнего контура

3.2.1 Передаточные функции САР при управляющем воздействии

3.2.2 Передаточные функции САР при возмущающем воздействии

3.3 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой САР для выходной величины внутреннего контура

3.3.1 Передаточные функции САР при управляющем воздействии

3.3.2 Передаточные функции САР при возмущающем воздействии

3.4 Аналитический расчет переходных процессов

3.4.1 Расчет переходных процессов по управляющему воздействию

3.4.2 Расчет переходных процессов по возмущающему воздействию

3.5 Экспериментальное определение кривых переходных процессов с помощью программы СИАМ

3.5.1 Кривые переходных процессов САР по управляющему воздействию

3.5.2 Кривые переходных процессов САР по возмущающему воздействию

3.6 Расчет и построение асимптотических ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутых САР

3.6.1 Управляющее воздействие

3.6.2 Возмущающее воздействие

3.7 Выводы

4. Расчет и исследование двухконтурной астатической САР

4.1 Структурная схема САР, настроенной по симметричному оптимуму

4.1.1 Определение параметров САР

4.2 Расчет и построение ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САР

4.2.1 Система, построенная по симметричному оптимуму, без фильтра

4.2.2 Система, построенная по симметричному оптимуму, с фильтром

4.2.3 Система с минимальным показателем колебательности

4.2.3 Система с минимальным показателем колебательности

4.2.4 Расчет и построение ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутых САР

4.2.5 Связи между прямыми показателями качества и частотными характеристиками

4.3 Произвести аналитический расчет переходных процессов САР

4.3.1 Расчет переходных процессов

4.3.2 Построение переходных процессов

4.4 Экспериментальный расчет переходных процессов

4.5 Определение показателей САР

1. Задание на курсовую работу

Задан объект регулирования, состоящий из двух звеньев, и звено фильтра. Первое звено объекта регулирования - апериодическое звено первого порядка с постоянной времени Т01=0,24с и коэффициентом усиления К0=3. Второе звено объекта регулирования - интегрирующее с постоянной времени Т02=0,4 с. Фильтр представляет собой апериодическое звено первого порядка с коэффициентом усиления КФ=8 и постоянной времени Тμ=0,04 с. Постоянная времени Тμ является наименьшей некомпенсируемой постоянной времени системы. Структурная схема объекта регулирования представлена на рисунке 1.

Структурная схема объекта регулирования

Рис.1

Цель работы - скомпенсировать большие постоянные времени объекта регулирования, сделать систему астатической по управляющему воздействию и возмущающему воздействию (т.е. исключить возникновение статической ошибки при изменении входных воздействий), а также максимально оптимизировать динамические показатели и показатели качества системы автоматического регулирования.

2. Расчет и исследование внутреннего контура регулирования САР

2.1 Составление схемы оптимальной двухконтурной САР

Оптимальная схема САР составляется на основании принципа построения систем подчиненного регулирования. Согласно этому принципу число контуров регулирования, т. е число регуляторов принимается равным числу больших постоянных времени. В нашем случае система должна содержать два контура регулирования с двумя регуляторами, один из которых компенсирует первую постоянную времени, а второй - вторую постоянную времени. Построение структурной схемы регулирования обычно начинают с внутреннего контура, в который входит звено с малой постоянной времени и одной большой постоянной времени. Перед объектом регулирования ставят регулятор Wрег1 (p) и охватываем единичной обратной связью. Затем строиться второй контур регулирования с второй большой постоянной времени. На вход ставят второй регулятор Wрег2 (p) (См. рис.2).

Структурная схема оптимальной двухконтурной САР

Рис.2

где Tμ - наименьшая постоянная времени;

T01, T02 - большие постоянные времени;

Kф - коэффициент усиления фильтра;

K0 - коэффициент усиления инерционного звена.

2.2 Определение передаточной функции регулятора внутреннего контура

Передаточная функция регулятора в общем виде

где i - номер рассматриваемого контура;

Tμ - наименьшая некомпенсируемая постоянная времени;

W0i (p) - передаточная функция той части объекта регулирования, которая должна быть скомпенсирована регулятором рассматриваемого контура.

Ki,Ki-1 - коэффициенты обратной связи рассматриваемого и предыдущего внутреннего контура соответственно.

Рассмотрим внутренний контур нашей САР.

Для того, чтобы система была оптимальной необходимо принять

Tp1=T01=0,24с, а Tp=2TμKфK0=2·0,04·8·3=1,92 с.

2.3 Передаточные функции внутреннего оптимального разомкнутого контура регулирования

Схема внутреннего контура оптимальной САР представлена на рисунке 3.

Внутренний контур оптимальной САР

Рис.3

 Скачать реферат