Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Января 2014 в 17:33, курсовая работа
Автоматические системы регулирования в настоящее время получили очень широкое распространение в технике. Множество технологических процессов в той или иной степени автоматизированы. Существует чрезвычайно большое разнообразие автоматических систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными физическими процессами во всех областях техники. В этих системах сочетаются весьма разнообразные по конструкции механические, электрические и другие устройства, составляя, в общем, сложный комплекс взаимодействующих друг с другом звеньев. Поэтому современному инженеру необходимо знать, каким образом функционируют САР.
Таблица принятых сокращений………………………………………………...4
Введение……………………………………………………………………….…5
1. Суть и цели математического моделирования системы автоматического регулирования (САР)……………………………………………………………6
2. Разработка системы автоматического регулирования технологическим объектом управления………………………………..……………………….…9
2.1 Принципиальная схема САР………………………………………………10
2.2 Выявление управляющих и возмущающих воздействий и управляемых величин…………………………………………………………………..………11
2.3Разработка функциональной структурной схемы (ФСС) автоматического регулирования……………………………………………...............................12
2.4.Классификация САР по признакам……………………..……………..…13
3. Компьютерное моделирование САР………………………………………..14
3.1 Математическая модель САР……………..………………………………14
3.2 Передаточные функции САР………………………………………………15
3.3 Разработка структурной схемы САР……………………………………..16
3.4 Разработка схемы структурного моделирования САР…………………17
3.5 Этапы моделирования САР………………………………………………..17
3.6 Графики переходных процессов неустойчивой и устойчивой САР… 18
3.7 Показатели качества САР………………………………………………..…19
4.Коррекция САР…………………………………………………………….…21
4.1Последовательная коррекция. Структурная схема САР. График переходного процесса скорректированной САР. Показатели качества САР..22
4.2 Параллельная коррекция. Структурная схема САР. График переходного процесса, построенный по результатам моделирования САР. Показатели качества САР…………………………………………………………………….24
5.Параметрическая оптимизация САР……………………………………….26
5.1 Обоснование глобального параметра и локальных критериев качества с учетом требований к переходному процессу…………………………………26
5.2 Структурная схема САР «Синтез оптимального регулятора»……………27
Диалоговые окна «Параметрическая оптимизация»……………………….28
5.3 График переходного процесса с результатами оптимизации……………29
6. Нелинейная САР…………………………………………………………….31 7.Выводы и заключение……………………………………………………….32 8.Список использованной литературы………………………………………. 33
Рисунок 9 график переходного процесса САР
Исследуя график можно сделать вывод, что данный вид коррекции улучшает и стабилизирует переходный процесс.
Переходной процесс САР
будут характеризовать
n=0
Быстродействие значительно увеличилось, САР удовлетворяет требованиям качества.
5.Параметрическая оптимизация.
Оптимальной системой называют автоматическую систему с наилучшими показателями качествами по какому либо показателю. Применительно к САР система, оптимальна по быстродействию, осуществляет наиболее быстрый переход из одного установившегося состояния в другое; система, оптимальная по среднему квадратичному отклонению регулируемой величины от её заданного значения, обеспечивает наивысшую в определенных условиях точность регулирования.
5.1.
Обоснование глобального
Для каждой конкретной оптимальной системы устанавливают определенный критерий оптимальности, под которым понимают некое число, зависящее от параметров системы или алгоритма ее функционирования.
Квадратичный интегральный показатель качества оценивает процесс по сумме площадей по графикам .
Выбираем глобальный параметр . С учетом требований к показателям качества переходного процесса формируем локальные критерии оптимизации и .
5.2
Структурная схема
Оптимизируя структурную схему САР с параллельной коррекцией получаем:
Рис. 10. Структурная схема САР «синтез оптимального регулятора».
Далее открываем вкладку параметры оптимизации и вводим соответственно её параметры, критерии и метод.
5.3
Диалоговые окна «
а) параметры
б) критерии
в) метод
Рис. 10. Диалоговые окна параметров оптимизации.
В диалоговом окне «критерии» устанавливаем соответственно максимальное значение выходной величины θ=200С и время стабилизации процесса 700с.
Далее запускаем расчет оптимизации. После его окончания получаем таблицу с результатами (см. таблицу 2) и график переходного процесса (см. рисунок 11).
Таблица 2.
Рис 11 –полученный график переходного процесса
Переходной процесс САР
будут характеризовать
n=0
Данная САР удовлетворяет требованиям качества.
6. Моделирование нелинейной САР.
В САР пропорциональный усилитель заменён на релейный двухпозиционный усилитель.
Выполним компьютерное моделирование САР.
Структурная схема нелинейной САР:
Рис.12 - структурная схема нелинейной САР
Рис.13. График переходного процесса САР.
7.Выводы и заключение.
Опыт решения тестовых и прикладных задач, выполнения различных лабораторных работ показал, что ПК «МВТУ» является удобным, эффективным и надежным средством для исследования и проектирования сложных технических систем.
Выполнение
данной курсовой работы помогло закрепить
полученные ранее знания. Научились
составлять функционально структурные
схемы автоматического
В результате была получена система автоматического управления, отвечающая всем качественным требованиям.
8.Список используемой литературы.
1.Карташов Б. А.// Практикум по автоматике. Математическое моделирование систем автоматического регулирования. // Колос // 2006г.
2.Попов Е. П. //Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учебное пособие для втузов// Наука // 1988г.
3.Г.В.Макарова, С.М.Сукиасян – «Лабораторный практикум по автоматике», Великие Луки, 2005г.
Информация о работе Математическое компьютерное моделирование систем автоматического регулирования