Получение математической модели ОУ в форме передаточных функций по управляющему и возмущающему каналам

Министерство образования и науки

Российской Федерации

 

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

 

Кафедра автоматизации производственных процессов

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

По дисциплине Теория автоматического управления

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

 

Тема: Синтез комбинированной системы управления

 

 

	ЭР-01-2
			Носков Е.В.

Автор: студент гр. _______       ________________                      /_______________/

                                                            ^{(подпись)                                           (Ф.И.О.)}

 

ОЦЕНКА:_______________

 

Дата: ___________________

 

ПРОВЕРИЛ

	Стороженко С.В.

доцент

Руководитель работы ________ ________________                     /________________/

                                     ^{(должность)                  (подпись)                                                                           (Ф.И.О.)}

 

 

Санкт-Петербург

2005 год

 

 

Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им Г.В. Плеханова (технический университет)
		УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой   ___________ /________/   "___"__________200_ г.

Кафедра автоматизации производственных процессов.

 _______________________________________________

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

	Теория автоматического управления

По дисциплине _________________________________________________________

_______________________________________________________________________

Задание

	ЭР-01-2
			/   Носков Е.В./

Студенту группы: ____________                                         ________________

                              ^{(шифр группы)                                                                                         (Ф.И.О.)}

1.    Тема работы: Синтез комбинированной системы управления.

2.    Исходные данные к проекту: Вариант № 2. Синтез комбинированной системы управления техническим объектом, заданным экспериментальными переходными характеристиками по управляющему и возмущающему каналам:

t , с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	16	18	20
Канал f - y	0	0,01	0,016	0,024	0,03	0,06	0,09	0,12	0,16	0,19	0,22	0,24	0,26	0,265	0,27	0,28	0,28	0,28
Канал u - y	0	0,02	0,04	0,06	0,11	0,16	0,21	0,27	0,32	0,35	0,41	0,44	0,46	0,48	0,5	0,52	0,54	0,55

3.    Содержание пояснительной записки: Получение математической модели объекта управления (ОУ) в форме передаточной функции, выбор ПИ-алгоритма управления, расчёт параметров ПИ-регулятора по параметрам объекта по регулирующему каналу графоаналитическим методом и частотным методом на ЭВМ, построение переходных процессов в системе по задающему и возмущающему воздействиям, определение показателей качества, определение параметров САУ для перехода к НЦУ, построение САУ с использованием методов нечёткой логики ( Fuzzy-логики).

4.    Содержание графической части: Переходные характеристики ОУ по управляющему и возмущающему воздействию. Структурная схема САУ с указанием найденных передаточных функций. Графический расчет параметров регулятора Р. Переходные процессы в САУ. Структурная схема нечёткой системы. Графический расчет нечеткого регулятора.

5.    Срок сдачи законченного проекта: 10 января 2005г.

доцент

Стороженко С.В.

Руководитель работы: _________ ________________              /________________/

                                   ^{(должность)                      (подпись)                                           (Ф.И.О.)}

Дата выдачи задания: 25 сентября 2004 г.

Аннотация

В курсовой работе приведены инженерные методы идентификации промышленных объектов управления и основные методы расчета параметров линейных систем автоматического управления с использованием ЭВМ.

В работе рассматриваются вопросы, связанные с синтезом САУ, с типовым алгоритмом управления для технологических объектов. Даются рекомендации по применению полученных результатов к системам с непосредственным цифровым управлением (НЦУ), рассматриваются возможности применения методов нечеткой логики (фаззи-логики) при синтезе систем автоматического управления.

Для удобства, курсовая работа оформлена по пунктам, представленным в задании.

Общее содержание отчёта: 32 стр.

Таблиц:                             3.

Рисунков:                         7.

 

Annotation

In the term paper the engineering methods of authentication of industrial objects of management and basic methods of calculation of parameters of the linear systems of automatic control with the use of computer are resulted.

The questions, related to the SAU synthesis with the model algorithm of management for the technological objects set by experimental transitional descriptions, are here examined. Recommendations on application of the got results to the systems with the direct digital management are given (NTSU). Possibilities of application of methods of fuzzy-logic at the synthesis of the systems of automatic control are examined.

For convenience, course work is made out on items submitted in the task.

The general contents of the report: 32.

Tables:                                           3.

Pictures:                                        7.

 

Содержание

Введение. 5

Исходные данные. 7

1. Получение математической модели ОУ в форме передаточных функций по управляющему и возмущающему каналам.. 8

1.1. Аппроксимация переходной характеристики объекта по управляющему каналу. 8

1.2. Аппроксимация переходной характеристики объекта по возмущающему каналу. 11

2. Выбор ПИ-алгоритма управления. 13

3.Расчет параметров ПИ-регулятора по параметрам объекта по регулирующему каналу графоаналитическим методом.. 15

5. Построение переходных процессов в системе по задающему воздействию при двух вариантах настройки регулятора. 18

6. Получение передаточной функции физически реализуемого компенсатора, обеспечивающего наилучшую компенсацию возмущения. 21

7. Определение показателей качества в системе по возмущающему воздействию.. 23

8. Составление структурной схемы САУ с НЦУ и запись алгоритма цифрового управления 24

9. Построение САУ с использованием методов нечёткой логики. 28

9.1. Структурная схема комбинированной САУ с нечётким компенсатором.. 28

9.2. Расчёт управляющего воздействия нечёткого компенсатора. 29

Заключение. 31

Список используемой литературы.. 32

 

Введение

Промышленные объекты управления (ОУ), как правило, представляют собой сложные агрегаты со многими входными и выходными величинами, характеризующими технологический процесс. Зависимости выходных величин от входных, как правило, нелинейные, и изменение одной из них приводит к изменению других. Таким образом, создается сложная система взаимозависимостей, которую трудно, а подчас и невозможно строго математически описать.

Большинство промышленных объектов описываются передаточными функциями, имеющими большое время запаздывания τ_а и большие постоянные времени Т_а.

Известно, что чем больше время запаздывания, тем труднее управлять объектом. Качество регулирования в будущей САУ зависит от отношения τ_а/ Т_а. Чем оно больше, тем труднее управлять, поэтому при описании объекта (τ_а/ Т_а)≤1.

Для большинства объектов τ_а/ Т_а так велико, что удовлетворяющее нас качество в системе в одноконтурной САУ получить практически невозможно. В этом случае нужно усложнить закон регулирования. На практике идут не на усложнение закона регулирования, а на усложнение структуры САУ.

В настоящее время в практике автоматизации непрерывных производственных процессов применяются следующие виды мно­гоконтурных схем: каскадные системы, комбинированные САУ и многосвязные системы. Расчет оптимальных параметров управ­ляющих устройств перечисленных многоконтурных систем явля­ется довольно сложной задачей. Для упрощения на практике опре­деляют лишь приближенные значения этих параметров.

Методика приближенных расчетов основана на предполо­жении о возможности расчета отдельных контуров системы неза­висимо друг от друга. Для этих целей, исходная структурная схема управления подвергается различным структурным преобразовани­ям с тем, чтобы выделить отдельные контуры с различными часто­тами и рассчитывать их обычными методами независимо друг от друга, тем самым получают более сложный алгоритм управления комбинацией ограниченного числа типовых П -, ПИ-, ПИД зако­нов регулирования.

Комбинированные системы регулирования рекомендуется строить, если на систему действу­ют значительные внешние возмущения и если представляется возможность выделить и измерить главные из них.

Система содержит минимум два контура регу­лирования. Разомкнутый контур с преобразователем  служит для компен­сации основного возмуще­ния (или возмущений) f; замкнутый контур с регулятором  окончательно корректирует процесс, отрабатывая ошибки компенсации первого контура и другие неучтенные возмущения, многие из которых практически не могут быть контролируемыми (помехи). Комби­нированное управление сочетает в себе два принципа регулиро­вания: регулирование «по возмущению» и регулирование «по от­клонению».

 

Исходные данные

Необходимо выполнить синтез комбинированной системы управления (рис. 1) техническим объектом, заданным экспериментальными переходными характеристиками по управляющему и возмущающему каналам, приведёнными в таблице (1).

Таблица 1

t , с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	16	18	20
Канал f - y	0	0,01	0,016	0,024	0,03	0,06	0,09	0,12	0,16	0,19	0,22	0,24	0,26	0,265	0,27	0,28	0,28	0,28
Канал u - y	0	0,02	0,04	0,06	0,11	0,16	0,21	0,27	0,32	0,35	0,41	0,44	0,46	0,48	0,5	0,52	0,54	0,55

 

Построенные по экспериментальным данным (таблица 1) переходные характеристики по управляющему и возмущающему каналам представлены в приложении 1 и приложении 2 соответственно.

 

 

 

 

Рис.1. Заданная комбинированная САУ

 

Получение математической модели ОУ в форме передаточных функций по управляющему и возмущающему каналам

---

Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 243; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!