ВУЗ: Новосибирский государственный технический университет
Категория: Задание
Дисциплина: Основы теории управления
Добавлен: 15.02.2019
Просмотров: 368
Скачиваний: 5
Задание
на расчётно-графическую работу
по
курсу «Основы теории управления»
Даны уравнения, описывающие процессы в системе автоматического управления:
(1)
где 
– выходная (регулируемая) координата
системы;
– входное
воздействие;
– возмущающее
воздействие;
,
,
– переменные состояния системы;
,
– передаточный коэффициенты решающего
блока и ветви обратной связи системы;
,
,
,
– передаточные коэффициенты;
,
,
– постоянные времени, рассчитываемые
в секундах.
Первые два уравнения в (1) описывают объект управления (рис. 1). Третье уравнение в (1) соответствует усилителю мощности. Четвертое уравнение описывает решающий блок. Пятое уравнение – уравнение замыкания (обратной связи) системы.
Рис. 1 – Обобщенная структура системы
В таблице 1 приведены варианты исходных данных для выполнения расчётно-графической работы. Номер варианта определяется двумя последними цифрами номера зачетной книжки (код студента).
Таблица 1 – Варианты значений параметров звеньев исходной системы
|
Номер варианта |
|
|
|
|
|
|
|
Z0 |
|
|
1 |
50 |
0.5 |
0,4 |
2,5 |
1 |
0,09 |
1 |
20 |
0.5 |
|
2 |
40 |
0.5 |
0,4 |
2,5 |
1 |
0.082 |
1 |
20 |
0.5 |
|
3 |
50 |
0.64 |
0,4 |
2,5 |
1 |
0.074 |
1 |
20 |
0.5 |
|
4 |
50 |
0.68 |
0,4 |
2,5 |
1 |
0.065 |
1 |
20 |
0.5 |
|
5 |
80 |
0.42 |
0.25 |
4.0 |
1 |
0.056 |
1 |
20 |
0.5 |
|
6 |
40 |
0.5 |
0.5 |
2.0 |
1 |
0.048 |
1 |
25 |
0.5 |
|
7 |
30 |
0.54 |
0.5 |
2.0 |
1 |
0.04 |
1 |
18 |
0.3 |
|
8 |
40 |
0.58 |
0.5 |
2.0 |
1 |
0.09 |
1 |
18 |
0.45 |
|
9 |
50 |
0.69 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.048 |
1 |
20 |
0.4 |
|
10 |
50 |
0.55 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.09 |
1 |
20 |
0.5 |
|
11 |
50 |
0.59 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.056 |
1 |
20 |
0.5 |
|
12 |
60 |
0.74 |
0.25 |
4.0 |
1 |
0.065 |
1 |
20 |
0.5 |
|
13 |
50 |
0.44 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.074 |
1 |
20 |
0.5 |
|
14 |
50 |
0.6 |
0.25 |
4.0 |
1 |
0.082 |
1 |
20 |
0.5 |
|
15 |
50 |
0.58 |
0.25 |
4.0 |
1 |
0.08 |
1 |
20 |
0.5 |
|
16 |
50 |
0.45 |
0.5 |
2.0 |
1 |
0.087 |
1 |
20 |
0.5 |
|
17 |
80 |
0.56 |
0.25 |
4.0 |
1 |
0.09 |
1 |
20 |
0.5 |
|
18 |
50 |
0.48 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.082 |
1 |
20 |
0.5 |
|
19 |
50 |
0.7 |
0.2 |
5.0 |
1 |
0.074 |
1 |
20 |
0.5 |
|
20 |
50 |
0.6 |
0.2 |
5.0 |
1 |
0.065 |
1 |
20 |
0.5 |
|
21 |
50 |
0.62 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.056 |
1 |
20 |
0.5 |
|
22 |
40 |
0.76 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.048 |
1 |
25 |
0.5 |
|
23 |
30 |
0.65 |
0.5 |
2.0 |
1 |
0.04 |
1 |
18 |
0.3 |
|
24 |
50 |
0.5 |
0.4 |
2.5 |
1 |
0.03 |
1 |
18 |
0.3 |
Порядок выполнения расчётно-графической работы
Целью расчётно-графической работы является анализ системы автоматического управления и исследование реакций системы на различные входные и возмущающие воздействия методом компьютерного моделирования. В соответствии с поставленной целью, основными этапами выполнения расчётно-графической работы являются:
1. Построение структурной схемы исходной системы по заданному математическому описанию (системе уравнений).
2. Определение передаточных функций отдельных структурных частей системы (рис. 1) и системы в целом.
3. Анализ устойчивости объекта управления и системы в целом по критериям Гурвица и Рауса.
4. Анализ устойчивости системы автоматического управления по критерию Найквиста.
5. Расчет статического режима системы.
6. Используя MATLAB/Simulink, получить переходные характеристики объекта управления и системы автоматического управления при отсутствии возмущающего воздействия.
7. Используя
MATLAB/Simulink,
получить временные диаграммы для
переменных
,
,
,
при условии, что входное воздействие
изменяется по закону
,
а возмущающее –
.
8. Написать
программу для численного решения задачи
(1) и получить временные диаграммы для
переменных
,
,
,
при тех же воздействиях. Можно использовать
любой из методов интегрирования,
изученных в курсе «Вычислительная
математика» – метод прямоугольников,
трапеций, Симпсона, Рунге-Кутта и др.
9. Сделать выводы о проделанной работе. Выводы должны содержать сравнение результатов, полученных на различных этапах работы.
Содержание отчета
1. Титульный лист.
2. Задание в соответствии с вариантом.
3. Этапы выполнения работы с необходимыми расчетами, иллюстрациями, графиками.
4. Выводы.
5. Приложение. Листинг программы, написанной в п.8.