Курсовая работа По курсу “Теория управления” Тема курсовой работы: «Анализ и синтез оптимальной одноконтурной сау при использовании непрерывного и цифрового регуляторов»

Таблица 1.2 Данные для расчета оптимальных параметров настроек ПИ – регулятора. w C0 C1 C1C0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.417 0.5 0 0.029 0.073 0.059 -0.09 -0.134 -0.443 -0.323 0.117 0.382 0.777 1.228 1.307 1.753 0 4.858*10-4 0.028 0.046 -0.11 -0.175 -0.777 Рисунок 1.2 – График звисимости С1С0 = f(C1) для Пи – регулятора Максимальное значение функции С1С0 = 0.048 при С1 = 0.694. Бе­рем точку правее глобального максимума С1 = 0.777, С1С0 = 0.0459 . Решив систему уравнений (1.11) получим оптимальные параметры пастройки Кропт = 0.777, Tuопт = 16.928. Рассчитываем оптимальные параметры настройка для ПИД – регулятора: , (1.12) Для каждого значения частота от 0 до частоты среза находи точки С1С0 и С1, соответствующие требуемой степени колебательности m = 0.512 решив систему (1.12). Данные расчетов представлены в таблице 1.1 по эти данным построим график зависимости С1С0 = f(С1). Таблица 1.1 Данные для расчета оптимальных параметров настроек ПИД – регулятора. w C0 C1 C1C0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.417 0.5 0 0.12 0.2 0.226 0.184 0.172 0.113 -0.323 0.097 0.485 0.913 1.447 1.556 2.206 0 0.012 0.097 0.207 0.266 0.268 0.25 Рисунок 1.3 – График звисимости С1С0 = f(C1) Нужно взяь точку, лежащую справа от глобального максимума. Максимильное значение С1С0 =0.268 , при С1 = 1.576. Берем точку С1С0 = 0.2592 при С1 =1.9456. По этим значениям определим оптимальные параметры регулятора: Таким образом оптимильные параметры настройки для ПИД – регулятора: 2. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМАХ Запишем выражение передатичной функции для системы в замкнутом состоянии: , (2.1) где . Тогда выражение (2.1) будут иметь вид: , (2.2) Найдем передаточную функию для замкнутой системы с П – регулятором, т.е. Wp(p) = Кp . Кp – оптимальное значение, найденное в первом разделе , т. е. Кp = 1.01. Предаточная функция замкнутой системы с П – регулятором имеет следующие вид: , (2.3) Переходная функция замкнутой системы: , (2.4) Найдем полюса фунгкции (2.4). Для этого необходимо найти корни следующего уравнения: p() = 0. Они равны: p1 = 0; p2 = - 0.435; p3 = - 0.181 – j0.34; p4 = - 0.181 + j0.34. Переходная функция для замкнутой системы с П – регулятором будет иметь следующий вид: h(t) = 0.757-0.052e-0.424t * cos(0.254t) - 0.3857e-0.181t * sin(0.354t). Построим переходный процесс функции, изобразим график этого процесса на рисунке 2.1. Рисунок 2.1 – Переходный процесс в замкнутой системе с П – регулятором. Запишем передаточную функцию для замкнутой системы с ПИ – регулятором, т.е.: . В качестве Кр и Тu берем значения, которые были получены в первом разделе, т.е. берем Кр = 0.777 и Тu = 16.928. Тогда выражение передаточной функции имеет следующие далее вид: , (2.5) Запишем предаточную функция замкнутой системы с ПИ – регулятором, для этого воспользуемся формулой (2.1): , (2.6) Переходная функция замкнутой системы имеет следующий вид: , (2.7) Найдем полюса фунгкции (2.7). Для этого необходимо найти корни следующего уравнения: p() = 0. Они равны: p1 = - 0.421; p2 = - 0.075; p3 = - 0.149 – j0.29; p4 = - 0.149 + j0.29; p5 = 0. Переходная функция для замкнутой системы с ПИ – регулятором будет иметь следующий вид: h(t) = 1- 0.0609e-0.421t – 0.757e-0.148t *cos(0.29t)-0.4870.148t *sin(0.29t)-0.181e-0.075t Построим переходный процесс функции, изобразим график этого процесса на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 – Переходный процесс в замкнутой системе с ПИ – регулятором. Запишем передаточную функцию для замкнутой системы с ПИД – регулятором, т.е.: . В качестве Кр , Тu и Тg берем значения, которые были получены в первом разделе, т.е. берем Кр = 1.9456 , Тu = 7.506, и Тg = 0.976. Тогда выражение передаточной функции имеет следующий далее вид: , (2.8) Запишем предаточную функция замкнутой системы с ПИД – регулятором, для этого воспользуемся формулой (2.1): , (2.9) Переходная функция замкнутой системы имеет следующий вид: , (2.10) Найдем полюса фунгкции (2.10). Для этого необходимо найти корни следующего уравнения: p() = 0. Они равны: p1 = 0; p2 = -0.405 – j0.116; p3 = -0.405 + j0.116; p4 = -0.039 – j0.192; p5 = -0.039 + j0.192. Переходная функция для замкнутой системы с ПИД – регулятором будет иметь следующий вид: h(t) = 1 – 0.2927e-0.404t*cos(0.1157t)- 0.032e-0.404t*sin(0.1157t)- 0.6934e-0.038t*cos(0.1918t)- 0.2055e-0.0388t*sin(0.1918t). Построим переходный процесс функции, изобразим график этого процесса на рисунке 2.3. Рисунок 2.3 – Переходный процесс в замкнутой системе с ПИД – регулятором. 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА КВАНТОВАНИЯ ЦИФРОВОГО РЕГУЛЯТОРА И ПЕРЕСЧЕТ ЕГО ВАРАМЕТРОВ Необходимо выяснить соответствие коэффициентов неопределенногои цифрового регуляторов. Для выбора периода измерений цифрового регулятора строим амплетудно – частотную характеристику замкнутой системы и определяем частоту среза, при которой значение амплетуды на выходе не превышает три проценты от амплитуды при нулевом значении частоты. Для этого возьмем передаточные функции замкнутой системы (для все типов регуляторов), которые были найдены во втором задании курсовой работы. Передаточная функция замкнутой системы с П – регулятором: , (3.1) Передаточная функция замкнутой системы с ПИ– регулятором: , (3.2) Передаточная функция замкнутой системы с ПИД – регулятором: , (3.3) Выражение амплетудно – частотной характеристики для системы с П – регулятором будет иметь следующий вид: . (3.4) Выражение амплетудно – частотной характеристики для системы с ПИ – регулятором будет иметь следующий вид: . (3.5) Выражение амплетудно – частотной характеристики для системы с ПИД – регулятором будет иметь следующий вид: . (3.6) Така как частота среза равна трем процентам от нулевого значения, то необходимо решить уравнение следующего вида: . (3.7) При решении уравнений было получено: -частота среза для системы имеющей в стоем составе П – регулятор wс = 2.25; -частота среза для системы имеющей в стоем составе ПИ – регулятор wс = 1.6738; -частота среза для системы имеющей в стоем составе ПИД – регулятор wс = 3.8194. Частоту измерений принимают как: , (3.8) где wc = 3.8194 (наибольшее значение), при котором период квантования равен T0 = 0.411. Так как полученное значение меньше заданного, то произведем пересчет параметров. В общем виде дискрктную передаточную функцию искоиого элемента можно записать следующим образом: . (3.9) В нашем случае выражение (3.9) примет вид: , (3.10) где ; ; . C учетом этих выражений необходимо пересчитать параметры непрерывных регуляторов в параметры цифровых. Запишем передаточные функции непрерывных регуляторов: П – регулятор Wp(p) = 1.01; (3.11) ПИ – регулятор ; (3.12) ПИД – регулятор . (3.13) После вычисления коэффициентов q0, q1 и q2 дискрктные передаточные функции будут иметь вид: П – регулятор ; (3.14) ПИ – регулятор ; (3.15) ПИД – регулятор . (3.17)

Похожие:

	Курсовой работы. Составитель: доцент Корляков А. С. Екатеринбург... Курсовая работа самостоятельная работа студента, выполняемая в соответствии с типовой программой учебного процесса по подготовке...		Программа учебной дисциплинЫ «теория автоматического управления» Цели и задачи дисциплины «Теория автоматического управления» (тау) – изучение общих принципов построения и функционирования автоматических...
	Рабочая программа дисциплины «теория автоматического управления» Цели и задачи дисциплины «Теория автоматического управления» (тау) – изучение общих принципов построения и функционирования автоматических...		Курсовая работа 6 вариант задачи и требования, предъявляемые к курсовой... «Экономика предприятия». Кроме того, при подготовке курсовой работы используются знания, полученные при изучении других курсов, таких...
	Курсовая работа цели курсовой работы В соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для специальности 030501. 65 для...		Рекомендации по выполнению курсовой работы Цель и значение курсовой... При разработке учебно – методического комплекса учебной дисциплины в основу положены
	11-м классам! Альтернативная форма зачета по курсу геометрии – курсовая...		Курсовая работа Курсовая работа оформляется в виде электронного файла и прикрепляется к своей странице в системе мониторинга нир. Распечатывать работу...
	Методические указания к написанию курсовых работ курсовая работа Курсовая работа является важнейшим элементом самостоятельной работы студентов. Основной целью курсовой работы является создание и...		Курсовая работа Разработка проекта аис на примере муз «Городская больница» Курсовая работа является одним из видов учебных занятий и выполняется в соответствии с учебным планом специальности. При написании...
	Отчетной работы) Курсовой проект (вид работы) По дисциплине «Теория антикризисного управления» Титульный лист курсовой работы (проекта), контрольной работы, домашнего задания, реферата, отчета о практике		Рекомендации к оформлению курсовой и дипломной работы по истории искусства. Курсовая работа Курсовая работа задание, которое выполняется студентами в определённый срок и по определённым требованиям. Защита курсовых работ...
	Указания по оформлению курсовой работы по «Технологии профессиональной деятельности» Курсовая работа оформляется в виде электронного файла и пересылается преподавателю на электронную почту не позднее чем за 2 дня до...		Развитие фитофтороза и альтернариоза на различных сортах картофеля... Диссертационная работа выполнена на кафедре защиты растений Российского государственного аграрного университета- мсха имени К. А....
	Методические указания по выполнению курсовой работы по учебным дисциплинам... В77 курсовая работа. Методические указания по выполнению курсовой работы по учебным дисциплинам «Основы менеджмента» и «Исследование...		Российской Федерации Братский педагогический колледж Курсовая работа. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы для специальности Документационное обеспечение управления...