Файл: И.А, Штефан Теория автоматического управления.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.06.2024

Просмотров: 209

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

8

p =

1 − z

−1

;

(4.6)

∆t

либо подстановку Тастина:

p =

2

1 − z−1

.

(4.7)

∆t

1 + z−1

При этом задающие воздействия представляют собой единичное ступенчатое воздействие:

1(t)= 1,t ≥ 0 ;

0,t > 0

или единичное линейное воздействие:

q(t)= t,t ≥ 0 .

0,t p 0

(4.8)

(4.9)

Возмущающие воздействия представляют собой ступенчатые воздействия с амплитудой, равной (0,1÷0,2) 1(t).

Алгоритм моделирования САР должен реализовать два подхода к его получению [36]:

-по передаточным функциям системы по задающему и возмущающему воздействиям;

-по структурной схеме и передаточным функциям элементов сис-

темы.

Алгоритм моделирования по структурной схеме состоит из уравнений элементов системы, сумматоров и элементов сравнения, расположенных в порядке следования с входа САР на выход.

При моделировании шаг дискретизации принять единым во всех задачах из условия, что

∆t ≈ (0,1÷0,5)Tmin.

(4.10)

Точность моделирования оценивать по [33, 38]: - среднемодульной оценке

9

∆m =

1

n

∆yi (t)

;

(4.11)

∑

- среднеквадратичной оценке

n i =1

σ = 1

n

(t)

;

(4.12)

∑∆y2

n

i

i=1

- медианной оценке

med ∆ = {∆y1(t), ∆y2(t), ... ,∆yi(t)},

(4.13)

где ∆yi(t) = ya(t) – y(i-1).

По результатам моделирования провести сравнительный анализ по точности двух подходов разработки алгоритмов моделирования при разных типах задающих воздействий (4.8) и (4.9) с представлением графиков изменения ошибок ∆y(i). При этом графики изменения ошибок при однотипных задающих воздействиях представить на одном рисунке, а результаты их расчета в виде таблиц в приложении.

5.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Макаров И.М. Линейные автоматические системы (элементы теории, методы расчета и справочный материал) / И.М. Макаров, Б.М. Менский. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1982.

–504 с.

2.Лукас В.А. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Недра, 1990. – 416 с.

3.Солодовников В.В. Основы теории и элементы систем автоматического регулирования: Учеб. пособие для вузов / В.В. Солодовников, В.Н. Плотников, А.В. Яковлев. – М.: Машиностроение, 1985. – 536 с.

4.Попов Б.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб. пособие для втузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. – 304 с.

10

5.Ерофеев А.А. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. – СПб.: Политехника, 1998. – 295 с.

6.Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. В 2 ч. Ч. 1. Теория линейных систем автоматического управления / Н.А. Бабанов, А.А. Воронов, А.А. Воронова, Г.Д. Дидук, Н.М. Дмитриева, Д.П. Ким, Б.М. Менский, П.Н. Попович; Под ред. А.А. Воронова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 367 с.

7.Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергия, 1967. – 248 с.

8.Каширских В.Г. Теория автоматического управления. Ч. 1. Линейные системы: Учеб. пособие / Кузбас. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 1999. – 148 с.

9.Основы автоматизации управления производством: Учеб. пособие для вузов / И.М. Макаров, Н.Н. Евтихиев, Н.Д. Дмитриева, Д.П. Ким, В.В. Кульба, А.М. Михайлов, В.М. Назаретов, П.Н. Попович, И.Б. Ядыкин; Под ред. И.М. Макарова. – М.: Высш. шк., 1983. – 504 с.

10.Котов К.И. Автоматическое регулирование и регуляторы: Учеб. / К.И. Котов, М.А. Шершевер. – М.: Металлургия, 1987. – 384 с.

11. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов. В 2 ч. Ч. 2. Теория нелинейных и специальных систем автоматического управления / А.А. Воронов, Д.П. Ким, В.М. Лохин, И.М. Макаров, П.Н. Попович, В.З. Рахманкулов; Под ред. А.А. Воронова. – 2-е изд., пере-

раб. и доп. – М.: Высш. шк., 1986. – 504 с.

12.Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления / В.А. Бесекерский, А.Н. Герасимов, Л.Ф. Порфирьев, Е.А. Фабрикант, С.М. Федоров, В.И. Цветков; Под ред. В.А. Бесекерского. – 4-е изд.; стер. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1972. – 587 с.

13.Практикум по автоматике и системам управления производственными процессами: Учеб. пособие для вузов / И.М. Масленников, Ю.Н. Софиева, А.М. Цирлин, А.В. Бугров, В.Н. Севрюков, И.Е. Божов, С.К. Стоянов; Под ред. И.М. Масленникова. – М.: Химия, 1986. – 336 с.

14.Борисов В.В. Практикум по теории автоматического управления химико-технологическими процессами. Аналоговые системы / В.В. Борисов, В.П. Плютто. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1987. – 152 с.

11

15.Воронов А.А. Основы теории автоматического управления. Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. – 2-е изд., перераб. – М.: Энергия, 1980. – 312 с.

16.Плютто В.П. Практикум по теории автоматического управления химико-технологическими процессами. Цифровые системы / В.П. Плютто, В.А. Путинцев, В.М. Глумов. – М.: Химия, 1989. – 168 с.

17.Теория автоматического управления: Учеб. для машиностр. спец. вузов / В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов, Ю.М. Соломенцев, Н.М. Султан-Заде, А.Г.Схиртиадзе; Под ред. Ю.М. Соломенцева. – 2-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 1999. – 268 с.

18.Изерман Р. Цифровые системы управления: Пер. с англ. – М.:

Мир, 1984. – 541 с.

19.Шавров А.В. Автоматика: Учеб. пособие / А.В. Шавров, А.П.Коломиец. – М.: Колос, 1999. – 264 с.

20.Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем: Учеб. для вузов. – 4-е изд. перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1978. – 736 с.

21.Иванов В.А. Математические основы теории автоматического управления: Учеб. для вузов / В.А.Иванов, В.С.Медведев, Б.К.Чемоданов, А.С.Ющенко; Под ред. Б.К.Чемоданова. – М.: Высш. шк., 1971.

–808 с.

22.Справочник по теории автоматического управления / А.Г.Александров, В.М.Артемьев, В.Н.Афанасьев, А.А.Ашимов, И.Н.Белоглазов, В.Н.Буков, С.Н.Земляков, В.В.Казакевич, А.А.Красовский, Г.А.Медведев, Л.А.Растригин, В.Ю.Рутковский, Р.М.Юсупов, И.Б.Ядыкин; Под ред. А.А.Красовского. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.

лит., 1987. – 712 с.

23.Первозванский А.А. Курс теории автоматического управления: Учеб. пособие. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. – 616 с.

24.Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учеб. пособие для втузов. – М.: Машинострое-

ние, 1989. – 752 с.

25.Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: Учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985.

–296 с.

26.Рей У. Методы управления технологическими процессами:

Пер. с англ. – М.: Мир, 1983. – 368 с.

12

27.Крутько П.Д. Алгоритмы и программы проектирования автоматических систем / П.Д.Крутько, А.И.Максимов, Л.М.Скворцов; Под ред. П.Д. Крутько. – М.: Радио и связь, 1988. – 306 с.

28.Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: Пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1986. – 448 с.

29.Бесекереский В.А. Цифровые автоматические системы. – М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1976. – 576 с.

30.Острем К. Системы управления с ЭВМ: Пер. с англ. / К. Острем, Б. Виттенмарк. – М.: Мир, 1987. – 480 с.

31.Штефан И.А. Математические модели и структурные схемы систем автоматического управления / И.А. Штефан, И.В. Чичерин. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 1998. – 39 с.

32.Штефан И.А. Расчет и построение частотных характеристик элементов и систем автоматического управления. – Кемерово: Кузбас.

гос. техн. ун-т, 1995. – 19 с.

33.Штефан И.А. Типовые динамические звенья. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 1995. – 10 с.

34.Штефан И.А. Анализ устойчивости линейных систем автоматического регулирования / И.А. Штефан, И.В. Чичерин. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 1999. – 20 с.

35.Штефан И.А. Расчет оценок качества регулирования. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 1999. – 29 с.

36.Штефан И.А. Математическое описание цифровых систем управления. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 1996. – 26 с.

37.Штефан И.А. Теория автоматического управления / И.А. Штефан, В.И. Штефан. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 2000. – 27 с.

38.Штефан И.А. Натурно-математическое моделирование систем управления / И.А.Штефан, И.В.Чичерин, А.Н.Голованенко. – Кемерово: Кузбас. гос. техн. ун-т, 2000. – 12 с.

13

Приложение

СХЕМЫ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

1. Следящая система

v * (t) ∆v(t) x1 (t)

x2 (t) ε(t)

x3 (t)

x4 (t)

n(t)

x6 (t)

x5 (t)

v(t)

I

II

y2 (t)III

y1 (t)IV

V

VI

VIII

VII

Рис. П.1. Функциональная схема

Уравнения элементов системы:

I: x (t)= k ∆v(t)

II:T

dx2 (t)

+ x

2

(t)= k

2

x

(t)

1

1

1

dt

1

III:T

dx3 (t)

+ x

(t)= k

3

ε(t)

IV:T

dx4 (t)

+ x

4

(t)= k

4

x

3

(t)

2

dt

3

3

dt

V:T4

dx6 (t)

= x5 (t)

VI:v(t)= k5 x5 (t)

dt

dy2 (t)

dy1 (t)

VII: y1(t)= k6 x5 (t)

VIII:T5

+ y2 (t)=T6

dt

dt

Таблица П.1

Значения коэффициентов

варианта№

k1

k2

k3

k4

k5

k6

T1

Т2

Т3

Т4

Т5

Т6

1

5,7

2,5

8,0

0,9

0,02

0,01

0,1

1,0

0,1

1,0

0,9

0,14

2

5,6

1,2

6,9

0,8

0,02

0,009

0,1

1,5

0,15

0,97

1,2

0,12

3

5,9

2,8

7,5

0,7

0,015

0,0095

0,15

2,0

0,15

1,1

1,1

0,11

4

5,5

2,4

8,5

0,8

0,01

0,009

0,14

1,1

0,2

0,98

0,6

0,13

5

5,8

2,7

7,8

0,5

0,02

0,01

0,2

1,4

0,11

1,1

0,5

0,15

Смотрите также файлы