На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Работа № 83998


Наименование:


Курсовик выбор настроечных параметров регулятора

Информация:

Тип работы: Курсовик. Добавлен: 22.01.2015. Сдан: 2014. Страниц: 32. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство Образования Российской Федерации
Уральский Государственный Горный Университет
Кафедра автоматики и компьютерных технологий


КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине:
«Моделирование систем»


Екатеринбург
2014

Содержание
Задание 3
1. Исследование устойчивости объекта 4
2. Составление цифровой модели объекта 12
3. Получение переходной характеристики объекта по каналу управления «У-Х» методом цифрового моделирования 16
4. Аналитическая проверка результатов цифрового моделирования объекта 19
5. Идентификация объекта по переходной характеристике и ориентировочный расчет настроечных параметров регулятора 20
6. Уточнение настроечных параметров регулятора и получение переходных характеристик по каналам «Z-X» и «Хз-Х» 22
Заключение 31
Список литературы 32

Задание
Для замкнутой линейной системы управления с отрицательной обратной связью выбрать настроечные параметры регулятора, обеспечивающие требуемое качество переходного процесса по указанному каналу воздействия (см. задание).
Функциональная структура системы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Функциональная структура системы управления
Система управления состоит из управляемого объекта (УО) и регулятора (Р).
Выходная величина объекта «Х» зависит от управляющего воздействия «Y» и возмущающего воздействия «Z». Требуемое изменение величины X определяется задающим воздействием Хз.

Рисунок 2 - Алгоритмическая структура объекта

Объект управления состоит из 4 звеньев:
.
Закон регулирования – ПИД;
каналы воздействия – Хз-Х (Z-Х);
вид переходного процесса – 20%-е перерегулирование.

1. Исследование устойчивости объекта
В данном разделе требуется определить устойчивость объекта при заданных параметрах входящих в него звеньев.
Но для дальнейших расчетов необходимо преобразовать исходную алгоритмическую структуру объекта таким образом, чтобы можно было выделить внутренний и внешний замкнутые контуры. Для этого перенесём сумматор 2 (см. рис.2) против хода сигнала через звено W1(p), как показано на рисунке 3.
При этом в обратной связи мы получим типовое интегро-дифференцирующее звено с преобладанием дифференцирования

Рисунок 3 - Алгоритмическая структура объекта
Так как объект управления содержит два замкнутых контура (рис.2), его устойчивость будет обеспечена только при условии устойчивости каждого из контуров.
Критерий устойчивости Найквиста гласит: замкнутая автоматическая система управления будет устойчива, если АФЧХ разомкнутого контура системы при изменении частоты w от 0 до ? не охватывает точку с координатами (-1;j0).
а) Проверка устойчивости внутреннего контура по критерию Найквиста.
Для цифрового моделирования объекта управления по внутреннему контуру составим программу с помощью пакета Control System Toolbox системы MATLAB:


sys0=tf([1],[1]); %обратная связь
sys1=tf([1 1],[9 1]); %описание звена W1
sys2=tf([0.4],[1 0]); %описание звена W2
sys3=series(sys1,sys2); %последовательное соединение W1 и W2
sys4=feedback(sys3,sys0,-1); %охватываем звенья W1 и W2 отрицательной обратной связью
nyquist(sys3) %построение АФЧХ годографа Найквиста
pause;
margin(sys3) %построение ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого контура
pause;
step (sys4)

В результате цифрового моделирования получили график:
– АФЧХ разомкнутого внутреннего контура объекта (рис.4).

Рисунок 4 – АФЧХ разомкнутого внутреннего контура
Из графика видно, что система устойчива, так как АФЧХ разомкнутого контура системы при изменении частоты w от 0 до ? не охватывает точку с координатами (-1;j0).
Следовательно, изменение параметров звеньев не требуется.
В результате выполнения программы получили графики:
– АФЧХ разомкнутого внутреннего контура объекта (рис.4);
– ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого внутреннего контура объекта (рис.5);
– переходная характеристика замкнутого внутреннего контура объекта (рис.6).
Также были получены запасы устойчивости контура по амплитуде и фазе.

Рисунок 5 – ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого внутреннего контура

Рисунок 6 – Переходная характеристика замкнутого внутреннего контура
Т.к. АФЧХ разомкнутого внутреннего контура не охватывает точку с координатами (-1;j0), то по критерию Найквиста контур устойчив. Это подтверждается также графиком переходной характеристики замкнутого внутреннего контура, которая с течением времени приходит в установившейся режим. Использование функции MARGIN, позволило нам построить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого внутреннего контура и получить численные значения запасов по амплитуде и фазе: ?A=?дБ, ??=40.4°, что соответствует минимальным требованиям устойчивости.
б) Проверка устойчивости внешнего контура по критерию Найквиста.
Проверим устойчивость внешнего контура объекта по критерию Найквиста, для чего составим программу с помощью пакета Control System Toolbox системы MATLAB:

sys1=tf([1 1],[9 1]) %описание звена W1
sys2=tf([0.4],[1 0]) %описание звена W2
[n3,d3]=pade(6,10);
sys3=tf(n3,d3); %описание звена W3
sys5=tf([9 1],[1 1]) %описание звена 1/W1
sys6=series(sys1,sys2); %последовательное соединение W1 и W2
sys7=cloop(sys6,-1); %охватываем звенья W1 и W2 отрицательной обратной связью
sys8=series(sys7,sys3); %последовательное соединение W1, W2, W3
sys9=feedback(sys8,sys5,-1); %охватываем звено W1, W2, W3 звеном W5 в отрицательной обратной связи
nyquist(sys8) %построение АФЧХ годографа Найквиста
pause;
margin(sys8) %построение ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого контура
pause;
step (sys9)...


Вывод: в данном разделе требовалось получить графики переходного процесса по каналу управления и возмущения, удовлетворяющие графику с 20%-перерегулированием. Т.к. после введения в систему ПИД-регулятора, система стала колебательной, то пришлось менять настроечные параметры последнего. В результате получили графики по каналам «Хз-Х» и «Z-X» с 20%-перерегулированием.

Заключение
В данной работе был проведен комплекс расчетов для замкнутой линейной системы управления с отрицательной обратной связью, состоящей управляемого объекта со сложной алгоритмической структурой и ПИД-регулятора.
В 1-ом разделе проверяли устойчивость объекта управления по критерию Найквиста. Построили переходную характеристику и рассчитали запасы устойчивости по фазе и амплитуде для каждого контура.
Во 2-ом разделе были построены цифровые модели типовых звеньев и объекта управления, рассчитаны их коэффициенты.
В 3-ем разделе получили графики переходного процесса по каналу «У-Х» с помощью разных пакетов системы MATLAB, убедились в правильности расчетов.
В 4-ом разделе, используя теорему Лапласа о начальном и конечном значении оригинала, провели аналитическую проверку результатов моделирования, в результате чего убедились в правильности моделей, построенных в предыдущих разделах.
В 5-ом разделе аппроксимировали передаточную функцию объекта таким образом, чтобы она соответствовала переходной характеристике инерционного звена 1-го порядка с запаздыванием. Применили инженерную методику расчета настроечных параметров ПИД-регулятора.
В последнем разделе произвели поиск настроечных параметров ПИД-регулятора, обеспечивающих требуемое качество переходного процесса – 20%-перерегулирование.
В ходе выполнения курсовой работы я научился производить коррекцию параметров звеньев для достижения устойчивости системы, требуемых запасов устойчивости по фазе и амплитуде, а также для устранения колебательности переходной характеристики, приобрел навыки аппроксимации сложных объектов более простыми передаточными функциями для последующих расчетов настроечных параметров регулятора.

Список литературы
1. И.С. Бобин. Моделирование систем: Конспект лекций.–Екатеринбург: Изд. УГГГА, 2004.–53с.
2. И.С.Бобин, В.П.Барановский, М.Г.Фиалко. Моделирование систем: Указания к выполнению курсовой работы.–2-е изд., доп.– Екатеринбург: Изд. УГГГА, 2003.–29с.





Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть похожие работы

* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.