Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.ru

Задание на работу

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2015-07-05

Бесплатно
Узнать стоимость работы
Рассчитаем за 1 минуту, онлайн

«Проектирование дискретной системы автоматического регулирования»

Расчетная работа по учебной дисциплине

"Устройства и Средства Радиоавтоматики"

Содержание.

Цель работы: проектирование дискретной системы радиоавтоматики по аналоговому прототипу, исследование ее показателей качества, оптимизация параметрической модели, адаптация системы к произвольному входному воздействию.

  1.  Задание на работу. 

Вариант № 2

Кд

Ку

Кдв

Кум

i

Тэму

Тдв

мах

Тмах

мах

0.15

60

4

10

50

0.08o

0.05c

0.16 c

18 %

0.4 с

0.04о

 

  1.  Структурная схема объекта исследования.

Структурная схема объекта исследования представлена на рисунке 1:

Рисунок 1 – Структурная схема.

Модель данной системы (без учета элемента “люфт”) в программе Simulink пакета Matlab будет иметь следующий вид – рисунок 2.

Рисунок 2 – Модель схемы в Matlab.

  1.  Нахождение передаточной функции системы и ее исследование.

Передаточная функция разомкнутой системы:

,

где  Wy(p) = Ку – коэффициент передачи (усиления) усилителя;

Wэму(p)= Кум /(1+рТэму) – передаточная функция электромеханического усилителя;

Wдв(p) = Кдв / (р(1+рТдв)) – передаточная функция двигателя;

Wред(p)=1/i  - передаточная функция редуктора;

Wдиск(p)= Кд  – передаточная функция дискриминатора.

Рассчитаем общий коэффициент усиления разомкнутой системы:

Кобщ = КуКдвКэмуКд1/I =7,2

Тогда передаточная функция разомкнутой системы примет вид:

Рассчитаем частоты сопряжения:

Исследуем отклик системы (рисунок 2) на входное воздействие типа «скачок» - рисунок 3, и на воздействие в виде линейно-изменяющегося напряжения - рисунок 4.

 

Рисунок 3 – Отклик системы на воздействие типа “скачок”.

 Рисунок 4 – Отклик системы на линейно-изменяющееся воздействие.

Как видно из рисунков 3 и 4 отклик системы не удовлетворяет заданным параметрам Тмах и мах (см. пункт 1). Поэтому, для того чтобы получить требуемые значения этих параметров необходимо увеличить коэффициент усиления системы. Приблизительный требуемый коэффициент усиления можно рассчитать по формуле:

,

где g(t) – скорость изменения входного процесса.

Однако если просто увеличить коэффициент усиления схема станет неустойчивой – она войдет в генерацию (рисунок 5), поэтому, чтобы добиться требуемых заданием значений, необходимо использовать другой способ – синтезировать корректирующее звено.

Рисунок 5 – Отклик системы на входное воздействие типа “скачок” при требуемом значении коэффициента усиления.

  1.  Построение логарифмических характеристик и синтез передаточной функции аналогового корректирующего звена.

Для синтеза корректирующего звена сначала построим ЛАХ заданной системы (все построения приведены в приложении А). Затем необходимо получить ЛАХ требуемой системы регулирования. Для этого на частотной оси отложим = Ктреб. Далее через эту точку проведем прямую с наклоном - 20 дБ/октаву. Теперь поднимем ЛАХ заданной системы до полученной прямой, при этом сохраняя все частоты среза.

Далее по кривым запаса устойчивости по частоте и по фазе определим коридор запаса устойчивости среднечастотной зоны желаемой ЛАХ. L = 26 дБ, = 75. По графику определим частоту среза:

Через ωс проведем прямую с наклоном - 20 дБ, которая на низкочастотном участке при пересечении с границей коридора устойчивости увеличивает наклон до –40 дБ. Далее, когда желаемая ЛАХ пересечет требуемую ЛАХ она уменьшит  наклон до –20 дБ, и далее пойдет по требуемой ЛАХ. В  высокочастотной области, когда желаемая ЛАХ пересечет границу коридора устойчивости она пойдет параллельно требуемой ЛАХ.

Для коррекции ЛАХ – доведения требуемой ЛАХ до желаемой – введем корректирующее звено. ЛАХ корректирующего звена будет выглядеть как результат вычитания желаемой ЛАХ из требуемой – рисунок 6.

Рисунок 6 – ЛАХ корректирующего звена.

Передаточная функция корректирующего звена имеет вид:

По построенной ЛАХ определяем:

Т1 = 1/0,316 = 16,667                          Т4 = 1/11,764 = 0,05

Т2 = 1/1,708 = 1,111                            T5 = 1/170,828 = 0,003

Т3 = 1/6,25 = 0,16

  1.  Исследование системы автоматического регулирования с непрерывным корректирующим звеном.

Подставим корректирующее звено в исследуемую систему - рисунок 10:

Рисунок 10 – Исследуемая схема с корректирующим звеном.

Отклики полученной системы на входные воздействия представлены на рисунках 11 и 12.

Рисунок 11 - Отклик схемы с корректирующим звеном на воздействие типа “скачок”.

Рисунок 12 - Отклик схемы с корректирующим звеном на линейно-изменяющееся воздействие.

Как видно из результатов исследования величина перерегулирования составляет меньше  18%. Система входит в режим стабилизации за время  Тмах=0,4 с. Величина ошибки составляет =0,04. Результаты  исследования показывают, что параметры системы при входных воздействиях удовлетворяют заданным параметрам, причем коэффициент усиления системы равен Ктреб, при этом система остается устойчивой в отличие от случая представленного на рисунке 5. Следовательно, полученное корректирующее звено было синтезировано правильно и справляется со своими обязанностями.

  1.  Исследование системы при введении элемента типа «Люфт».

Появление в САР нестабильного параметра, вызванного люфтом различных элементов системы (например, люфтом редукторов антенны при ее вращении), сводится к введению отдельного блока. Структурная схема исследуемой системы с блоком типа «люфт» приведена на рисунке:

Рисунок 8 – Исследуемая схема с корректирующим звеном и звеном типа «люфт»

Рассмотрим как реагирует система после введения «люфта» на стандартные воздействия:

Рисунок 9 – Отклик системы с «люфтом» на входное воздействие в виде единичного скачка

 

Рисунок 10 – Отклик системы с «люфтом»  на входное воздействие в виде линейно возрастающего напряжения

С вводом «люфта» заметных изменений параметров системы не наблюдается.

  1.  Переход от передаточной функции аналогового корректирующего звена к ее дискретному эквиваленту.

Для проведения исследования системы в дискретном виде перейдем от передаточной функции корректирующего звена непрерывного вида (Wк(р))  к дискретному корректирующему звену (Wк(z)). Передаточная функция непрерывного корректирующего звена имеет вид:

Для перехода рассмотрим  отдельно первый множитель данной функции. Чтобы перейти к дискретной форме воспользуемся билинейным преобразованием:

Сделаем замену:

Тогда получим следующее:

Аналогично:

Расчет коэффициентов произведем также в программе Matlab. В результате получим:

  1.  Исследование системы с дискретным корректирующим звеном.

Подставим полученное звено в исследуемую схему – рисунок 15, там же для сравнения разместим схему с аналоговым корректором.

Рисунок 15 – Исследуемая схема с дискретным корректирующим звеном.

Рассмотрим отклики полученной системы на входное воздействие типа “скачок” при различных значениях длительности импульсов τ генератора импульсов – 0.1Т, 0.5Т и 0.9Т (Т – период следования импульсов). Их графики представлены на рисунках 16, 17 и 18. На этих же графиках для сравнения представлены отклики системы с непрерывным корректирующим звеном.

Рисунок 16 - Отклик схемы с дискретным корректирующим звеном на воздействие типа “скачок” при τ = 0.1Т.

 

Рисунок 17 - Отклик схемы с дискретным корректирующим звеном на воздействие типа “скачок” при τ = 0.5Т.

 

Рисунок 18 - Отклик схемы с дискретным корректирующим звеном на воздействие типа “скачок” при τ = 0.9Т.

Сравнивая полученные результаты между собой, особой разницы в откликах при различных значениях τ я не заметил. Значения Тмах и мах практически не изменились.Отклик схемы с дискретным корректором на входное воздействие в виде линейно-возрастающего напряжения представлен на рисунке 19, причем отклик схемы с непрерывным звеном на это же воздействие полностью аналогичен.

Рисунок 19 - Отклик схемы с дискретным корректирующим звеном на линейно-изменяющееся воздействие.

  1.  Заключение.

В данной работе была разработана структурная схема системы автоматического регулирования, определена её передаточная функция. Так как в исходном виде система не удовлетворяла заданным параметрам, то по ЛАХ системы была построена передаточная функция корректирующего звена. Затем был осуществлен переход непрерывной передаточной функции к дискретному корректирующему звену. Помимо этого был осуществлен анализ влияния люфта редуктора на параметры характеристик системы автоматического регулирования. В результате получен дискретный эквивалент системы автоматического регулирования, который удовлетворяет требуемым параметрам.

Таким образом, проанализировав проделанную работу можно сделать следующие выводы:

  •  получить требуемые значения длительности переходного процесса и величины перерегулирования системы автоматического регулирования простым увеличением коэффициента усиления невозможно, так как система становится неустойчивой.
  •  введение в систему корректирующего звена позволяет увеличить коэффициент усиления до требуемого значения без потери устойчивости системы, тем самым достигаются требуемые значения длительности переходного процесса и коэффициента перерегулирования.
  •  применение дискретных корректирующих звеньев позволяет повысить точность работы системы, а также на практике важнейшим преимуществом цифровых систем является высокая стабильность их работы, в таких системах отсутствует дрейф нуля дискриминаторов и других устройств системы. Кроме того, в цифровых системах просто осуществляется перестройка их структуры и регулировка параметров.
  •  наличие люфтов в механических частях системы автоматического регулирования приводит к ухудшению ее точностных показателей, что также необходимо учитывать при проектировании таких систем.

  •  

Диплом на заказ


1. тема систем; функции и особенности строения нервной системы и мозга Психологические и психофизиологическ
2. Тема 2 Методологические основы прогнозирования Этапы прогнозирования Интуитивные методы прогнозир
3. Многомерная типология аспирантов
4. тема предусматривает два основных вида планового ремонта ПР- механической и электрической частей станка
5. Tests дававшей отцу римской семьи право ldquo;распоряжатьсяrdquo; жизнью своих детей как жизнью рабов; он им ее ldquo
6. задание на дипломное проектирование8 ГЛАВА I
7. Оценка деятельности персонала
8. холодной войны 4
9. тема знания и производство знания и практическое их использование
10. Тема 8. Управління інвестиціями 1.html
11. ФИНАНСОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Д
12. Вокруг Света в Новый год Действующие герои- Ведущий ~Ксюша Приходько Индианка Маг Волшебник
13. за рубежа в самых различных формах
14. ка дка леч. Мастит восп паренхимы и интерстиц мол жзы.html
15. 1- Производство Проектирование-изобретательство Управление Исследование творчество-созда
16. то строго определенной структуре будущего которую обязательно должны видеть фантасты являются чистейшей м
17. Контрольная работа ’ 3 РАСЧЕТ ОТОПЛЕНИЯ Автор контрольной работы студент 401 гр
18. Аналіз основних підходів та провідних концептуальних ідей до визначення суті полікультурної освіти
19. 13 Фото по возможности
20. АЛЬМЕТЬЕВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ К