Содержание
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему «Исследование динамики нескорректированной системы управления ЛА с помощью критерия Найквиста по ЛЧХ, выбор регулятора частотным методом синтеза и определение влияния нелинейных характеристик элементов на динамику скорректированной системы»
по дисциплине «Основы теории управления»
(Вариант № 9)
СОДЕРЖАНИЕ
ЗАДАНИЕ 3
1. ПЕРЕДАТОЧНЫЕ ФУНКЦИИ НЕСКОРРЕКТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ 5
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ 6
3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ НЕСКОРРЕКТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ 7
4. ПОСТРОЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 11
5. СИНТЕЗ КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА 15
6. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ДЛЯ СКОРРЕКТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ 18
7. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СИСТЕМЫ С НЕЛИНЕЙНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 25
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ЛИСТИНГ MATHCAD-ДОКУМЕНТА 26
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. К ЧАСТОТНОМУ МЕТОДУ СИНТЕЗА КУ 36
ЗАДАНИЕ
1. Записать передаточные функции нескорректированной системы в разомкнутом W(s) и замкнутом Ф(s), Фε(s) состояниях для системы вида:
где Ф(s)=(X(s))/(G(s)) – передаточная функция замкнутой системы по управляемой координате;
Ф_ε (s)=(Ε(s))/(G(s)) – передаточная функция замкнутой системы по ошибке;
У – усилитель с передаточной функцией W_у (s)=K_у;
ИУ – исполнительное устройство с передаточной функцией
W_иу (s)=〖Ω_ИУ〗^2/(s^2+2ξ_ИУ Ω_ИУ s+〖Ω_ИУ〗^2 );
ОУ – объект управления с передаточной функцией
W_оу (s)=(C_3 C_4 C_6/g)/(s^2+(C_4+C_1+C_5 )s+(C_1 C_4+C_2)).
2. Определить требуемый коэффициент усиления K_утр из условия обеспечения заданной точности (ε≤ε_макс ) отработки задающего сигнала заданного вида g(t).
3. Исследовать устойчивость нескорректированной системы при K_у=K_утр и определить критические параметры K_у=K_укр, при которых система будет находиться на границах устойчивости (апериодической и колебательной), используя критерий устойчивости Найквиста по ЛЧХ.
4. Построить частотные характеристики замкнутой системы A(ω) и φ(ω) при K_у=〖0.5K〗_укр. Построить АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ для разомкнутой системы при K_у=〖0.5K〗_укр и определить запасы устойчивости.
5. Выбрать структурную схему скорректированной системы и параметры корректирующих устройств с помощью частотного метода синтеза из условия обеспечения заданных показателей качества:
– статическая ошибка равна 0 (скорректированная система должна быть астатической 1-го порядка);
– установившаяся ошибка ε при заданном управляющем сигнале g(t) не должна превышать ε_макс (ε≤ε_макс);
– время переходного процесса t_пп не должно превышать t_ппмакс 〖(t〗_пп≤t_ппмакс);
– перерегулирование σ не должно превышать σ_доп (σ≤σ_доп ).
6. Построить переходный процесс для скорректированной системы при g(t)=1(t) с помощью метода обратных преобразований Лапласа.
7. Провести методом «гармонического баланса» анализ динамических свойств синтезированной (автономной) системы при наличии в исполнительном устройстве заданной нелинейности типа:
Н) зоны насыщения.
Определить параметры возможных периодических решений, проверить выполнение гипотезы фильтра, если такие решения существуют, и определить устойчивость решений.
Исходные данные приведены в табл.1 и 2.
Таблица 1 – Исходные данные
N |
H |
НЭ |
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
С5 |
С6/g |
|||
9 |
0,2 |
23 |
0,7 |
Н3 |
0,57 |
1,7 |
2,81 |
0,41 |
0,098 |
0,104 |
0,0026 |
Таблица 2 – Исходные данные (окончание)
аналит. |
частот. |
(а) |
(б) |
Метод синтеза |
g(t) |
Критерий |
Метод построения h(t) |
<5% |
21 |
1,08 |
0,27 |
частот. |
Н.ЛЧХ |
Лапласа |
Вы можете убедиться в качестве данной работы. Часть курсовой представлена ниже: