close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Курсовой по ТАУ Стасян

код для вставкиСкачать
Содержание
1. Введение.......................................................................................................2.
2 .Исходные данные варианта................................................................................3
3. Обработка динамической характеристики.............................................................4
3.1 Удаление повторяющихся точек.......................................................................4
3.2 Сглаживание................................................................................................6
4. Получение передаточной функции дифференциальным уравнением первого порядка.....11
4.1 Метод касательной.........................................................................................11
4.2 Метод совпадения трех точек.............................................................................12
4.3 Метод совпадения четырех точек.......................................................................12
4.4 Метод Ормана...............................................................................................13
4.5 Проверка аппроксимации................................................................................13
5. Получение передаточной функции методом Симою................................................15
6. Проверка аппроксимации.................................................................................16
7. Расчет настроек параметров одноконтурной цепи...................................................18
8. Моделирование переходных процессов................................................................19
9. Анализ качества переходных процессов...............................................................21
10. Построение годографа объекта и замкнутой системы..............................................23
11. Построение границы области устойчивости..........................................................24
Список литературы....................................................................................................26
Введение
В данной работе нужно провести обработку динамической характеристики (удаление повторяющихся точек, сглаживание, нормирование), получить передаточню функцию несколькими способами ( метод касательной, метод совпадения 3-х точек, метод совпадения 4-х точек, метод Ормана, метод Симою). Нужно провести аппроксимацию и выбрать передаточную функцию с наименьшей погрешностью , провести расчет настроечных параметров ПИ-регулятора, моделирование переходных процессов по управлению и возмущению, провести анализ качества переходных процессов , построить годографы объекта и замкнутой системы , построить границу устойчивости.
Работу нужно выполнить в программе Calcul12, границу области устойчивости нужно построить в Mathcad.
Исходные данные варианта
Таблица 1
Вариант9Шаг по времени5Начальное значение параметра50Конечное значение параметра207Количество точек281
Рис.1. Динамическая характеристика
Обработка динамической характеристики
Для удобства возьмем 30 точек и внесем данные характеристики в программу Calcul12.
3.1 Удаление повторяющихся точек
Повторяющиеся точки имеют место в начале динамической характеристики из-за низкой разрешающей способности средств измерения. Некоторые методы идентификации объектов не допускают наличия таких точек. Для удаления повторяющихся точек необходимо:
В модуле "идентификация объекта" создать кривую разгона:
Внести количество точек , начальное время и шаг по времени в панель "идентификация объекта".
Нажать в меню на вкладку "динамическая характеристика", в открывшемся подменю выбрать "создать".
Ввести данные о кривой разгона в появившуюся таблицу.
Нажать в меню на вкладку "обработка", в открывшемся подменю выбрать вкладку "линеаризовать". Получим следующую динамическую характеристику:
Таблица 2
Построим график полученной динамической характеристики:
Рис.2. Линеаризованная динамическая характеристика
3.2 Сглаживание
Для сглаживания нужно: на вкладке "обработка" выбрать "сгладить", в открывшемся подменю выбрать "по 5 точкам". В результате получим следующую динамическую характеристику:
Таблица 3
Построим график для этой динамической характеристики:
Рис.3. Сглаженная динамическая характеристика
3.3 Нормирование
Значения реальной физической величины выражаются в еденицах технологического параметра либо в процентах. Для большинства методов обработки необходимо , чтобы динамическая характеристика была нормирована, тоесть приведена к единичному виду.
Для этого необходимо: на вкладке "обработка" выбрать "нормировать". Получим следующую динамическую характеристику:
Таблица 4
Как видно из полученной таблицы значения времени очень большие что впоследствии будет существенно сказываться на запаздывании, что крайне не благоприятно. Поэтому разделим значения на 60. После деления получим следующую таблицу:
Таблица 5
Построим график для полученной нормированной динамической характеристики:
Рис.4. Нормированная динамическая характеристика
Получение передаточной функции дифференциальным уравнением 1 порядка.
Для получения передаточной функции дифференциальным уравнением 1 порядка необходимо:
В модуле "идентификация объекта" открыть нормированную динамическую характеристику.
Выбрать вкладку "передаточная функция", в открывшемся подменю выбрать "первым порядком", далее нужно выбрать нужный нам метод.
4.1 Метод касательной
При использовании этого метода получаем :
Рис.5. Передаточная функция методом касательной
Таким образом получаем следующую передаточную функцию:
W(s)=1/(25,543s+1)*e^(-4,981s)
Чистое запаздывание 4,981
4.2 Метод совпадения 3-х точек
При использовании этого метода получаем :
Рис.6. Передаточная функция методом 3-х точек
Таким образом получаем следующую передаточную функцию:
W(s)=1/(8,787s+1)*e^(-12,361s)
Чистое запаздывание 12,361
4.3 Метод совпадения 4-х точек
При использовании этого метода получаем :
Рис.7. Передаточная функция методом 4-х точек
Таким образом получаем следующую передаточную функцию:
W(s)=1/(8,550s+1)*e^(-12,580s)
Чистое запаздывание 12,580
4.4 Метод Ормана
При использовании этого метода получаем :
Рис.8. Передаточная функция методом Ормана
Таким образом получаем следующую передаточную функцию:
W(s)=1/(17,173s+1)*e^(-2,350s)
Чистое запаздывание 2,350
Проверка аппроксимации.
Описание можно считать удовлетворительным, если максимальное значение приведенной погрешности не превышает 5%. Наименьшее значение приведенная погрешность имеет в методе Ормана (0,306), но и она значительно больше 5%, следовательно не один из методов не описывает передаточную функцию.
Получение передаточной функции методом Симою
Для получения передаточной функции методом Симою необходимо:
В модуле "идентификация объекта" открыть нормированную динамическую характеристику.
Выбрать вкладку "передаточная функция".
В открывшемся подменю выбрать "Симою" далее "коэфициенты"
Получаем следующую передаточную функцию:
Рис.9. Передаточная функция методом Симою
Получили передаточную ф-ю:
W(s)=(2,023s+1)/(104,632s^2+17,711s+1)
Проверка аппроксимации
Для проверки аппроксимации нужно построить график передаточной функции. Для этого нужно:
Ввести в панель W_X передаточную функцию, полученную методом Симою.
Скопировать ее в панель W_Z.
Установить на панели "макросы" соответствующие временные коэффициенты в следующей последовательности: начальное время (0), конечное время (1200), шаг по времени (100), затем нажать кнопку Y(t), после этого строим график.
Сохраняем его и открываем вместе с графиком нормированной передаточной функции.
Рис.10. График передаточной функции метод Симою
Рис.11. Проверка аппроксимации метода Симою
Расчет настроек параметров в одноконтурной системе управления.
Для расчета параметров Пи-регулятора нужно:
Ввести передаточную функцию объекта в W_объекта в модуле "оптимальные настройки регулятора"
Выбрать тип регулятора, в нашем случае ПИ.
Выбрать метод расчета "автоматический".
Нажать кнопку "вычислить".
Рис.12. Оптимальные настройки регулятора
В результате мы получили оптимальные настройки регулятора
К=1,270 Ти=11,051 и передаточную ф-ю регулятора:
W(s)=(14,034*s+1)/(11,051*s)
Моделирование переходных процессов.
Для получения переходных процессов необходимо:
Ввести в панель W_X передаточную функцию объекта а в панель W_Y передаточную функцию оптимального регулятора.
Установить на панели "ПИД-регулятор" значение коэфициентов (Кр,Ти,Тд).
В панели "Бинарные операции" выбрать "нет" для отключения автоматического сокращения.
Нажать последовательно кнопки Wв,Y(t) для переходного процесса по возмущению , и Wу, Y(t)
для переходного процесса по управлению.
В результате получаем:
Рис.13. Переходный процесс по возмущению
Рис.14. График переходного процесса по возмущению
Рис.15. Переходный процесс по управлению
Рис.16. График переходного процесса по управлению
Рис.17. График переходного процесса по управлению и возмущению
9. Построение годографа объекта и замкнутых систем
Для построения годографа объекта нужно:
В модуле "АФЧХ" ввести передаточную функцию объекта.
В меню "Установки АФЧХ" ввести конечную частоту 1, шаг по частоте 0,005.
Нажать "АФХ", при этом выведется таблица, в которой:
W-значение точки
U,V-вещественная и мнимая частотные характеристики
A,F-амплитудная и фазовая характеристики.
Рис.18. Годограф объекта
Для построения годографов замкнутых систем нужно:
Внести в панель W_X передаточную функцию объекта.
Установить в панели "ПИД-регулятор" значения коэфициентов (Кр,Ти,Тд).
Нажать кнопку Wв для замкнутой системы по возмущению и Wу для замкнутой системы по управлению.
На модуле "АФЧХ" нажать вкладку "Установки АФЧХ" и ввести нужные значения.
Нажать вкладку "АФХ".
Рис.19. Годограф замкнутой системы по возмущению
Рис.20. Годограф замкнутой системы по управлению
Список литературы
Пугачев В.И. Методические указания по курсу "Теория автоматизированного управления", Краснодар , 1998г.
Михайлов В.С. Теория управления, Киев, Издательство "Высшая школа" ,Головное издательство , 1988г
1
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
196
Размер файла
752 Кб
Теги
тау, стасян, курсовой
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа