Система автоматического управления

Целью расчета является развитие навыков проектирования типовых систем автоматического управления (САУ), включающих в себя объект управления (ОУ), исполнительный орган (ИО), датчик обратной связи (ДОС), управляющее устройство (УУ), последовательное корректирующее устройство (ПКУ), обеспечивающих в результате выполнения этапа синтеза структуры и параметров корректирующих устройств заданные показатели точности систем в установившихся и переходных режимах.

Расчет и проектирование автоматических систем выполняется по структурной схеме, полностью определяющей связи между отдельными элементами, а также статические и динамические свойства неизменяемой части системы. Определению подлежат передаточные функции (ПФ) параллельной корректирующей обратной связи в управляющем устройстве и последовательного корректирующего устройства всей системы.

Основным методом синтеза свойств некорректированной системы и синтеза структуры и параметров корректирующих устройств является частотный метод с построением желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЛАЧХ). После определения передаточных функций корректирующих устройств составляются схемы на операционных усилителях, реализующие полученные ПФ.

Для определения статических и динамических показателей скорректированной системы при отработке заданных управляющих и возмущающих воздействий составляется векторно-матричное описание системы, по которому на компьютере рассчитываются графики переходных процессов, позволяющих определить все необходимые показатели.

Сравнение заданных и рассчитанных значений показателей позволяет сделать вывод о правильности принятых решений и выполненных расчетов. В случае отрицательного результата проектирование системы продолжается.

Исходными данными для расчета проектируемых систем являются:

) характеристика сигнала управления и допустимая ошибка его отработки;

) показатели переходного процесса при отработке ступенчатого управляющего воздействия () или величина показателя колебательности М;

) статические (k) и динамические (Т) параметры объекта управления, датчика обратной связи, исполнительного органа, управляющего устройства.

Объект управления - система, в которой происходит подлежащий управлению процесс. Взаимодействие с ОУ происходит через входы (которые являются причинами появления процессов в ОУ) и выходы (которые являются процессами - следствиями)

Управление - процесс на входе объекта управления, обеспечивающий такое протекание процесов на выходе объекта управления, которое обеспечивают достижение заданной цели управления.

Цель - желаемое поведение процессов на выходе объекта управлениия.

Объекты:

§ управляемые

§ неуправляемые

Система автоматического управления (САУ) включает в себя объект управления и устройство управления.

Устройство управления - совокупность устройств, с помощью которых осуществляется управление входами объекта управления.

Регулирование - частный случай управления, цель которого заключается в поддержании на заданном уровне одного или нескольких выходов объекта управления.

Регулятор - преобразует ошибку регулирования ε(t) в управляющее воздействие, поступающее на объект управления.

Задающее воздействие - определяет требуемый закон регулирования выходной величины.

Ошибка регулирования - разность между требуемым значением регулируемой величины и текущим её значением.

Возмущающее воздействие - процесс на входе объекта управления, являющийся помехой управлению.

Математической моделью динамической системы принято называть совокупность аналитических выражений и алгоритмов, однозначно определяющих развитие процессов в системе, т.е. ее движение. В зависимости от типа сигналов различаются непрерывные и дискретные модели систем. В зависимости от используемых операторов - линейные и нелинейные, временные и частотные модели.

Задание для проектирования.

1) Синтезировать корректирующую обратную связь в управляющем устройстве системы управления.

) Определение эквивалентных ПФ и ЛАЧХ исполнительного органа системы.

) Построение желаемой ЛАЧХ и синтез последовательного корректирующего устройства.

) Анализ и сравнение полученных расчетных данных.

Анализ исходных данных.

Нам дано управляющее устройство - усилитель, математическая модель которого состоит из двух апериодических звеньев первого порядка.

Апериодическое

звено - инерционное звено, которое можно описать дифференциальным уравнением:

устройство корректирующий автоматический управление

,

где - входная величина, - выходная величина, k - коэффициент передачи, T - постоянная времени. Передаточные функции звеньев первого порядка представлены ниже:

и ,

где - заданные параметры объекта управления.

Структурная схема, определяющая связи между отдельными элементами изображена на рисунке 1.

На структурной схеме изображены:

Звенья, параметры которых задаются уравнениями (к примеру, Wy1=ky1/(Ty1s+1) и т.д. - передаточные функции усилителя.). G(s) - входной сигнал, Y(s) - выходной. Wос - передаточная функция обратной связи, звено, корректирующее заданный сигнал.

Wку(s) - передаточная функция параллельной корректирующей связи.

Wпку(s) - последовательное корректирующее устройство всей системы.

Исходные данные, параметры k, T, представлены в таблице 1.

Вариант	Параметры объекта		Параметры ДОС		Параметры Исполнительного органа			Параметры управляющего устройства
	Kоб	Тоб	Kдоc	Tдос	Ки	Ти	Кос	Ку1	Ту1	Ку2	Ту2	Куу	Туу
3	2.0	0.150	2.0	0.020	4.0	0.10	1.00	10	0.02	75	0.03	7.5	0.010

• Синтез корректирующей обратной связи в управляющем устройстве системы управления.
• Определение эквивалентной ПФ исполнительного органа системы
• Построение желаемой ЛАЧХ

Еще статьи по технике и технологиям

Сотовая система связи
сотовый сеть станция абонент Сотовая связь - один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрыт ...

Разработка формирователя помеховых сигналов широкого применения
Задачей дипломного проекта является разработка формирователя помеховых сигналов широкого применения, обладающего свойствами, которые улучшают общие характеристики самолетной станции активных помех по сравнению с аналогами. В качестве о ...