Исследование и синтез линейных непрерывных систем автоматического управления (Курсовая работа)

Введение 3
1 ЧАСТЬ. Исследование линейных непрерывных систем автоматического управления 4
2 ЧАСТЬ. Исследование устойчивости и качества регулирования линейных непрерывных систем автоматического управления 29
3 ЧАСТЬ. Синтез линейных непрерывных систем автоматического управления 53
Заключение 62
Список используемой литературы 63
Приложение 1. Задание. Исходные данные для выполнения курсовой работы 64

Задание Часть 1
1. Составить дифференциальное уравнение объекта управления по его структурной схеме (рис.2) и уравнением составляющих ее звеньев (табл.1).
2. Построить пооператорную структурную схему объекта управления. Получить уравнение в векторно-матричной форме.
3. Подтвердить полученные в пунктах 1 и 2 результаты моделированием в пакете МВТУ.
4. По функциональной схеме САУ (рис.1) и результатам п.1 составить структурную схему САУ. Определить передаточные функции разомкнутой САУ относительно выходной координаты y(t) по задающему g(t) и возмущающему f(t) воздействиям.
5. Получить передаточные функции замкнутой системы с единичной отрицательной обратной связью по задающему и возмущающему воздействиям относительно выходной координаты y(t) и ошибки регулирования е(t).
6. Получить аналитические выражения для переходной и импульсной характеристик разомкнутой цепи по входному воздействию u(t) Подтвердить результаты моделированием в МВТУ
7. Получить аналитические выражения для ВЧХ, АЧХ, ФЧХ и МЧХ. Построить их графики. Построить годограф АФЧХ. Подтвердить результаты моделированием в МВТУ.
8. Построить логарифмическую асимптотическую амплитудную и логарифмическую фазовую частотные характеристики разомкнутой системы (рис.1) по задающему воздействию. Подтвердить результаты моделированием в МВТУ.
9. Построить установившуюся реакцию системы на гармоническое воздействие: g(t)=G1*sin(1*t)+G2*cos(2*t+2)

Задание Часть 2
Пункт 1. При К=1 и запаздывании Т=0
1. Оценить устойчивость системы в разомкнутом состоянии.
2. Составить характеристическое уравнение замкнутой системы
3. Вычислить корни характеристического уравнения и оценить устойчивость замкнутой системы.
4. Составить матрицу Гурвица. Оценить устойчивость замкнутой системы по критерию Гурвица
5. Записать выражение для годографа Михайлова. Построить годограф Михайлова. Оценить устойчивость замкнутой системы по критерию Михайлова.
6. Записать выражение для АФЧХ разомкнутой системы. Построить годограф АФЧХ. Оценить устойчивость замкнутой системы по критерию Найквиста
7. Сравнить результаты по п.1.3 - 1.6.
Пункт 2. При запаздывании Т=0
1. Вычислить граничное значение коэффициента передачи К=Кгр, из условия нахождения замкнутой системы на колебательной границе устойчивости используя критерии устойчивости Гурвица и Михайлова. Сравнить полученные результаты.
2. Используя критерий Найквиста вычислить значение коэффициента передачи К из условия обеспечения заданного запаса устойчивости по амплитуде.
3. Вычислить запас устойчивости по фазе
4. Вычислить устойчивость с помощью логарифмических характеристик
5. Осуществить запаздывание осуществить и найти необходимые характеристики
Пункт 3. Для выбранного в п. 2.2 значения коэффициента передачи К
1. Построить кривую переходного процесса в замкнутой системе на единичное ступенчатое воздействие g(t).
2. По кривой переходного процесса определить время регулирования, перерегулирование и затухание.
3. Вычислить корневые оценки качества регулирования - степень устойчивости и колебательность. С их помощью оценить время регулирования и затухание. Сравнить результаты с п. 3.5.
4. Вычислить коэффициенты ошибок С0, С1, С2 по воздействиям g(t) и f(t). Оценить порядок астатизма замкнутой системы по воздействиям g(t) и f(t).
5. Оценить точность воспроизведения гармонического воздействия g(t)=5sin(0.5t)
6. Определить передаточную функцию цепи компенсации возмущения F(е)=const
7. Оптимизировать значение коэффициента передачи из условия минимума среднеквадратической ошибки

Задание Часть 3
Синтезировать методом логарифмических частотных характеристик последовательное корректирующее устройство для САУ с неизменяемой частью из РГЗ No1, обеспечивающее при минимальной сложности характеристики, представленные в таблице.

Пояснительная записка+набор файлов MathCad

Предварительный просмотр