Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Июня 2013 в 12:58, курсовая работа
1. Выбрать реальную систему автоматического регулирования (САР) и описать принцип ее работы, приведя функциональную схему (ФС). Указать и обозначить на ФС управляющую входную и регулируемую выходную величины.
2. Привести краткий (2–5 стр.) реферат, включающий: сферу применения подобных систем, разновидности, варианты конструкций, общие технические характеристики и т.п.
3. Получить и обосновать модель выбранной системы (не ниже 3–го порядка) в виде структурной схемы и описать ее связь с ФС.
4. Получить переходную функцию исходной системы, указав значения варьируемых параметров, при которых она получена, и оценить по ней показатели качества переходных процессов: перерегулирование и время регулирования. Данные занести в таблицу.
Задание 3
Выбор и описание системы управления 5
Получение и обоснование модели системы управления 6
Расчет исходной системы. Расчет области работоспособности САР 11
Расчет выходных параметров САР при различных значениях изменяемых параметров системы 13
Вычисление оптимальных параметров САР с использованием аддитивного суперкритерия 15
Построение множества Парето 17
Параметрическая оптимизация по минимуму среднеквадратической ошибки 20
Построение эскиза 3D модели антенно-поворотного устройства 21
Литература 23
Перерегулирование | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 | |
100 |
2.7 |
1.5 |
0.5 |
0 |
0 |
0 |
200 |
2.4 |
0.8 |
0 |
0 |
0 |
0 |
300 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
400 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
500 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
600 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
700 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
800 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
900 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1000 |
2.3 |
0.7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Среднеквадратическая ошибка | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 | |
100 |
1047.2 |
1043.9 |
1043.4 |
1045.3 |
1049.3 |
1055.4 |
200 |
1042.4 |
1039.6 |
1040.1 |
1042.4 |
1046.3 |
1052 |
300 |
1041.3 |
1038.4 |
1039.3 |
1041.8 |
1045.8 |
1051.4 |
400 |
1040.7 |
1038.1 |
1038.9 |
1041.5 |
1045.5 |
1051 |
500 |
1040.4 |
1037.9 |
1038.6 |
1041.3 |
1045.3 |
1050.7 |
600 |
1040.2 |
1037.7 |
1038.4 |
1041.1 |
1045.1 |
1050.5 |
700 |
1040.1 |
1037.5 |
1038.3 |
1040.9 |
1045 |
1050.3 |
800 |
1040 |
1037.4 |
1038.2 |
1040.9 |
1044.9 |
1050.2 |
900 |
1039.9 |
1037.3 |
1038.2 |
1041 |
1044.9 |
1050.2 |
1000 |
1039.8 |
1037.3 |
1038.1 |
1040.7 |
1044.7 |
1050.1 |
Минимальное время регулирования составляет , при параметрах , .
Минимальное перерегулирование , так как в таблице нулей много, второстепенным параметром выберем время регулирования. , .
Минимальная среднеквадратическая ошибка , , .
Общие результаты занесем в таблицу.
Ср. кв. ошибка |
Перерегулирование, град |
Время регулирования, с | |
Исходная САР |
1037,3 |
0,7 |
3,5 |
САР с минимальной среднеквадратической ошибкой |
1037,3 |
0,7 |
3,5 |
САР с минимальным временем регулирования |
1037,9 |
0,7 |
3,16 |
САР с минимальным перерегулированием |
1040,1 |
0 |
3,5 |
Вычисление оптимальных параметров САР с использованием аддитивного суперкритерия.
В качестве аддитивного суперкритерия используем целевую функцию
- будет принимать значения 0.2; 0.4; 0,6; 0,8
Значение целевой функции
при различных значениях
Время регулирования | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 | |
100 |
5.46 |
4.204 |
3.22 |
2.848 |
3.616 |
4.16 |
200 |
4.56 |
3.192 |
2.8 |
3.28 |
3.736 |
4.176 |
300 |
4.22 |
2.964 |
2.864 |
3.352 |
3.76 |
4.184 |
400 |
4.044 |
2.876 |
2.96 |
3.36 |
3.792 |
4.184 |
500 |
4.236 |
2.668 |
2.96 |
3.408 |
3.784 |
4.184 |
600 |
4.18 |
3.068 |
2.92 |
3.4 |
3.808 |
4.208 |
700 |
4.116 |
3.044 |
2.904 |
3.368 |
3.776 |
4.152 |
800 |
4.092 |
2.98 |
2.88 |
3.36 |
3.768 |
4.216 |
900 |
4.084 |
2.996 |
3.08 |
3.4 |
3.8 |
4.152 |
1000 |
4.076 |
2.94 |
3.04 |
3.408 |
3.752 |
4.216 |
Время регулирования | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 | |
100 |
4.77 |
3.528 |
2.54 |
2.136 |
2.712 |
3.12 |
200 |
4.02 |
2.594 |
2.1 |
2.46 |
2.802 |
3.132 |
300 |
3.74 |
2.398 |
2.148 |
2.514 |
2.82 |
3.138 |
400 |
3.608 |
2.332 |
2.22 |
2.52 |
2.844 |
3.138 |
500 |
3.752 |
2.176 |
2.22 |
2.556 |
2.838 |
3.138 |
600 |
3.71 |
2.476 |
2.19 |
2.55 |
2.856 |
3.156 |
700 |
3.662 |
2.458 |
2.178 |
2.526 |
2.832 |
3.114 |
800 |
3.644 |
2.41 |
2.16 |
2.52 |
2.826 |
3.162 |
900 |
3.638 |
2.422 |
2.31 |
2.55 |
2.85 |
3.114 |
1000 |
3.632 |
2.38 |
2.28 |
2.556 |
2.814 |
3.162 |
Время регулирования | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 | |
100 |
4.08 |
2.852 |
1.86 |
1.424 |
1.808 |
2.08 |
200 |
3.48 |
1.996 |
1.4 |
1.64 |
1.868 |
2.088 |
300 |
3.26 |
1.832 |
1.432 |
1.676 |
1.88 |
2.092 |
400 |
3.172 |
1.788 |
1.48 |
1.68 |
1.896 |
2.092 |
500 |
3.268 |
1.684 |
1.48 |
1.704 |
1.892 |
2.092 |
600 |
3.24 |
1.884 |
1.46 |
1.7 |
1.904 |
2.104 |
700 |
3.208 |
1.872 |
1.452 |
1.684 |
1.888 |
2.076 |
800 |
3.196 |
1.84 |
1.44 |
1.68 |
1.884 |
2.108 |
900 |
3.192 |
1.848 |
1.54 |
1.7 |
1.9 |
2.076 |
1000 |
3.188 |
1.82 |
1.52 |
1.704 |
1.876 |
2.108 |
Время регулирования | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.2 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 | |
100 |
3.39 |
2.176 |
1.18 |
0.712 |
0.904 |
1.04 |
200 |
2.94 |
1.398 |
0.7 |
0.82 |
0.934 |
1.044 |
300 |
2.78 |
1.266 |
0.716 |
0.838 |
0.94 |
1.046 |
400 |
2.736 |
1.244 |
0.74 |
0.84 |
0.948 |
1.046 |
500 |
2.784 |
1.192 |
0.74 |
0.852 |
0.946 |
1.046 |
600 |
2.77 |
1.292 |
0.73 |
0.85 |
0.952 |
1.052 |
700 |
2.754 |
1.286 |
0.726 |
0.842 |
0.944 |
1.038 |
800 |
2.748 |
1.27 |
0.72 |
0.84 |
0.942 |
1.054 |
900 |
2.746 |
1.274 |
0.77 |
0.85 |
0.95 |
1.038 |
1000 |
2.744 |
1.26 |
0.76 |
0.852 |
0.938 |
1.054 |
Построение множества Парето
Для построения множества Парето, проведем еще ряд симуляций с более мелким шагом изменения параметров Ku и Td.
Время регулирования | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.3 |
0.32 |
0.34 |
0.36 |
0.38 |
0.4 | |
200 |
4 |
3.42 |
3.37 |
3.3 |
2.8 |
2.95 |
250 |
3.74 |
3.27 |
3.16 |
2.77 |
3.18 |
3.38 |
300 |
3.28 |
3.19 |
3.03 |
2.84 |
3.35 |
3.45 |
350 |
3.25 |
3.14 |
2.89 |
3.3 |
3.75 |
3.47 |
400 |
3.22 |
3.11 |
2.94 |
3.31 |
3.38 |
3.5 |
450 |
3.21 |
3.09 |
3.23 |
3.31 |
3.38 |
3.53 |
500 |
3.2 |
3.08 |
3.23 |
3.29 |
3.39 |
3.56 |
Перерегулирование | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.3 |
0.32 |
0.34 |
0.36 |
0.38 |
0.4 | |
200 |
0.93 |
0.67 |
0.44 |
0.25 |
0.08 |
0 |
250 |
0.84 |
0.54 |
0.26 |
0.03 |
0 |
0 |
300 |
0.79 |
0.48 |
0.18 |
0 |
0 |
0 |
350 |
0.76 |
0.46 |
0.14 |
0 |
0 |
0 |
400 |
0.75 |
0.42 |
0.11 |
0 |
0 |
0 |
450 |
0.73 |
0.41 |
0.1 |
0 |
0 |
0 |
500 |
0.72 |
0.4 |
0.09 |
0 |
0 |
0 |
Находим минимум целевой функции при различных весовых коэффициентах.
Время регулирования | ||||||
Ku |
Td,c | |||||
0.3 |
0.32 |
0.34 |
0.36 |
0.38 |
0.4 | |
200 |
4 |
3.42 |
3.37 |
3.3 |
2.8 |
2.95 |
250 |
3.74 |
3.27 |
3.16 |
2.77 |
3.18 |
3.38 |
300 |
3.28 |
3.19 |
3.03 |
2.84 |
3.35 |
3.45 |
350 |
3.25 |
3.14 |
2.89 |
3.3 |
3.75 |
3.47 |
400 |
3.22 |
3.11 |
2.94 |
3.31 |
3.38 |
3.5 |
450 |
3.21 |
3.09 |
3.23 |
3.31 |
3.38 |
3.53 |
500 |
3.2 |
3.08 |
3.23 |
3.29 |
3.39 |
3.56 |
Информация о работе Проектирование автоматизированных систем