Теория автоматического управления

Министерство образования и науки Российской Федерации

   ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

                                 ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский индустриальный университет»

Институт геологии и нефтегазодобычи

Кафедра «Автоматизации и управления»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине "Теория автоматического управления"

Вариант №1

    Выполнил:  Надршин Д.Т.

Гр. АТПб(до)зу-15-1(ИДДО)    

                                                                        Проверил: Лапик Н. В.

            старший преподаватель

Тюмень 2018

1. Исходная структурная схема, преобразованная для проведения расчетов.

Рассчитать настройки регуляторов в двухконтурной системе регулирования (рис. 1), используя в качестве главного и вспомогательного регулятора ПИ-регуляторы, сравнить полученные результаты с результатами, полученными при использовании ПИД-регуляторов. Сделать выводы. Расчеты провести при условии, что в системе используются фиксаторы нулевого порядка.

[pic 1]

                                                Рис.1

Исходные данные для расчетов.

Передаточная функция объекта имеет вид.

Инерционная часть:

[pic 2]

Опережающая часть:

[pic 3]

В цепи главной обратной связи:

[pic 4]

Вспомогательной обратной связи:

[pic 5]

Параметры элементов структурной схемы:

[pic 6]

2. Выбор метода расчета, его алгоритм.

При определении оптимальных настроек регуляторов в двухконтурной схеме (или схеме каскадного регулирования) путем структурных преобразований расчеты сводят к повторным расчетам регуляторов в одноконтурных системах. Для предварительного расчета настроек главного регулятора считают, что коэффициент усиления вспомогательного регулятора равен бесконечности. Тогда передаточная функция [pic 7] участка структурной схемы с локальной обратной связью имеет вид:

[pic 8]

Структурная схема для расчета настроек главного регулятора с учетом введенного ограничения [pic 9] преобразуется следующим образом:

[pic 10]

найдем передаточные функции от входа ко всем выходам. Для этого все остальные входы будем считать нулевыми и удалим со схемы. Кроме того, заменим последовательное соединение звеньев с передаточными функциями [pic 11], [pic 12], и [pic 13] на одно звено: 

[pic 14]

Приведенная непрерывная часть состоит из последовательного соединения фиксатора выбранного порядка, элемента с передаточной функцией [pic 15], инерционной части объекта [pic 16] и главной обратной связи [pic 17], при этом передаточная функция непрерывной части имеет вид:

[pic 18]

[pic 19]

Z-передаточная функция приведенной непрерывной части равна Z-изображению произведения:

[pic 20]

Если используется фиксатор нулевого порядка, то

[pic 21][pic 22]

Где    [pic 23]

[pic 24]- время запаздывания в разомкнутой цепи,

[pic 25]- период дискретизации.

3. Расчет исходного показателя качества для выбранного метода

Используя номограммы Солодовникова, определяем приблизительное значение частотного показателя колебательности Мдоп. Для этого по первой номограмме по известному значению σ определяем Рmax, по второй номограмме по определенному выше Рmax – определяем запасы устойчивости по амплитуде L и фазе γ, а затем по третьей номограмме определяем Мдоп.