![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Проектирование линейных стационарных САУ с микропроцессорными регуляторами |
Введение Цель курсовой работы получить навыки расчета линейных стационарных САУ с микропроцессорными регуляторами. В первой половине работы применить метод расчета последовательного корректирующего устройства, основанного на использовании логарифмических частотных характеристик, а также исследовать динамику САУ моделированием ее на ПЭВМ в системе ''MA LAB ~ Simuli k. Во второй половине работы на основании полученной передаточной функции корректирующего устройства рассчитывается дискретная передаточная функции регулятора. Далее производится исследование динамики уже дискретной системы. В связи с использованием в контуре управления Микропроцессорного регулятора, помимо обычных требований по обеспечению устойчивости, точности и качества проектируемой САУ, учитываются требования к шагам квантования сигналов по уровню и по времени. Частоты квантования по уровню и времени выбираются так, что система приближенно может рассматриваться как линейная непрерывная САУ. Это позволяет использовать для расчета закона управления простой и эффективный аппарат логарифмических частотных характеристик. Затем закон управления представляется в дискретной форме для получения переходного процесса уже в дискретной системе. В качестве критерия правильности расчета можно поставить идентичность переходных процессов в линейной и микропроцессорной системе, выбирая соответствующий период квантования по времени. 1. Неизменяемая часть системы Проектирование САУ всегда начинается с анализа объекта, формулировки задачи функционирования проектируемой системы, выбора критерия качества системы или задания требований к системе. Будем считать, что этап анализа объекта, получения уравнений объекта и их линеаризация, выбор исполнительного механизма и датчиков уже решен, Полученные данные будут составлять так называемую неизменяемую часть системы. Получим, что передаточная функция такой неизменяемой части системы имеет вид 2. Структурная схема САУ с микропроцессорным регулятором Поскольку микропроцессорный регулятор построен на базе Микро-ЭВМ и может обрабатывать сигналы только дискретной формы&quo ; а сигнал на выходе объекта Ux и регулирующий сигнал Ur - непрерывны, то необходимо использовать преобразователи сигналов. АЦП - аналогово-цифровой преобразователь осуществляет кодирование непрерывного сигнала Ux дискретным сигналом 1х- ЦАП -цифро-аналоговый преобразователь преобразовывает дискретный сигнал регулирования 1г в непрерывный Ur. В процессе аналого-цифрового преобразования осуществляется квантование сигнала по времени и по уровню и это оказывает серьёзное влияние на динамические процессы в САР. Рис. 2На рис. 2 представлена в общем виде структурная схема САР с микропроцессорным регулятором и форма используемых в такой системе сигналов . Непрерывный сигнал Ux( ) с выхода объекта поступает сначала в АЦП, где производится квантование сигнала по времени с постоянным шагом То в моменты - 0, То, 2То, . , кТо. В результате этого будет получен дискретный сигнал u x(k)&l ;. д^^ производится квантование сигнала по уровню путём округления Ух Д° ближайшего стандартного значения Полученный при этом сигнал 1г представляет собой последовательность цифровых двоичных кодов, которые в дискретные моменты времени передаются в процессор и Микро-ЭВМ вырабатывает дискретный сигнал ошибки на основе которого в каждый тактовый момент времени 0' Т 2Т0,.
кТо вычисляется в соответствии с выбранным законом регулирования регулирующий сигнал Щ), Тх в процессе вычисления регулирующего воздействия могут использоваться операции умножения или другие арифметические операции, приводящие к переполнению разрядной сетки Микро-ЭВМ, полученный сигнал вновь подвергается округлению, а затем в дискретные моменты времени выдаётся в ЦАП. Если число разрядов микропроцессора и ЦАП не совпадают, в ЦАП вновь производится округление. На выходе ЦАП имеется экстраполятор, который превращает цифровой код в аналоговый кусочно линейный сигнал. В Микро-ЭВМ чаще всего используются экстраполяторы нулевого порядка, которые носят название фиксаторов и превращают цифровой код в аналоговый ступенчатый сигнал. Этот сигнал воздействует на исполнительный механизм, осуществляя процесс регулирования. В приведённой на рис.2 схеме САР задающей сигнал Ig имеет цифровую форму. Такой сигнал может быть получен от специального цифрового датчика или другой Микро-ЭВМ. Функциональная схема линейной САУ 1 – датчик входного сигнала 2 - согласующий усилитель 3 - последовательное КУ 4 – исполнительный элемент (двигатель) 5 - управляемый объект 6 – датчик выходного сигнала (температуры) g – заданное значение температуры Ux – температура на выходе системы E – ошибка U – управляющее воздействие Функциональная схема МП САУ Структурная схема линейной САУ Структурная схема МП САУ В рассматриваемой системе регулирования температуры технологического процесса учтем исходные данные, характеризующие неизменяемую часть системы. Кроме этого к системе предъявляются следующие требования: максимальное перерегулирование σ = 30 %; максимальное время регулирования: = 55 сек; запас устойчивости по фазе &Del a;φ (Град) должен лежать в пределах 35° - 65° в соответствии с диапазоном изменения σ % от 40% до 20% в исходных данных Коэффициенты ошибок Do = 0 D = 0,058 В нашем случае передаточная функция неизменной части системы имеет вид: Для построения ЛЧХ на оси частот выбираем точку 1/с и проводим асимптоту с наклоном -20 дБ/дек Построение необходимо проводить в соответствии с выражением ЛЧХ Фазочастотную характеристику строим по формуле: 0.1 0.2 0.5 0.8 1 -135,57 -154,3 171,56 176,5 180 В рассматриваемой РГР σ = 30 % и = 55 сек. Из таблицы находим B = 11,3; Wср=0,2 1/с Найдем 0.2 L1=15 дБ Синтез линейной САУ Определим передаточную функцию желаемого регулятора Определим передаточную функцию корректирующего устройства Передаточная функция замкнутой системы имеет вид: Получим переходный процесс в системе моделированием её на ЭВМ. Переходный процесс в линейной САУ Определение дискретной передаточной функции корректирующего звена. При 0 = 0.35 При 0 = 0.25 При 0 = 0.1 Для моделирования САУ в пакете &quo ;ДИСПАС&quo ; соответствующее уравнение имеет вид: Переходный процесс в дискретной САУ при шаге квантования Т=0.35 Схема моделирования при Т0=0.35 Переходный процесс в дискретной САУ при шаге квантования Т=0.25 Схема моделирования при Т0=0.25 Переходный процесс в дискретной САУ при шаге квантования Т=0.1 Схема моделирования при Т0=0.1
Выводы В результате проделанной работы было выяснено, что независимо от того, каким способом анализировать результаты разработки САУ с микропроцессорным регулятором, в результате анализа необходимо получить график переходного процесса. Вывели дискретную передаточную функцию регулятора, для того чтобы исследовать динамику САУ с микропроцессорным регулятором, так же выбрали шаг квантования Т0. Для исследования системы и решения задачи можно использовать пакет &quo ;MA LAB&quo ; и др. По полученному графику убедились в устойчивости системы. Убедились, что процессы в линейной и дискретной САУ идентичны, следовательно расчеты произведены верно и задачу можно считать выполненой.
С этими же проблемами столкнулся и В. М. Мясищев при проектировании самолетов М-50 и М-52. В ОКБ Мясищева делалась попытка перейти к системе механического управления с винтовыми шариковыми преобразователями (автор М. Л. Роднянский), которые передавали бы усилия вращением, а не линейными перемещениями. Тогда главный аэродинамик КБ Исаак Ефимович Баславский первым поставил вопрос о необходимости перехода к электродистанционной системе управления. Он убедил П. О., что иного пути нет, что с традиционной системой управления ничего не получится. Конструкторы бригады систем управления, естественно, были против. Однако П. О. быстро разобрался в существе вопроса и принял решение о разработке электродистанционной четырехкратно резервированной системы управления самолетом (ЭСДУ). В авиационной историографии до настоящего времени идет спор, кто был первым в реализации этого технического решения. На первенство претендуют фирмы ДженералДайнемикс (США) и Дассо (Франция). В мемуарах Главного конструктора Л. Л. Селякова упоминается о том, что ЭСДУ начали отрабатывать уже на самолете М-50 В. М. Мясищева
1. Получение уравнения переходного процесса по передаточной функции
2. Трехфазный ток, переходной процесс, четырехполюсник
3. Пример решения задачи по разделу «Переходные процессы»
4. Контрольная работа по уголовному процессу
5. Переходные процессы в несинусоидальных цепях
9. Переходные процессы в линейных цепях
10. Интегральные методы оценки качества переходных процессов
11. Расчет характеристик и переходных процессов в электрических цепях
12. Основные положения теории переходных процессов в электрических цепях
13. Основные положения теории переходных процессов
14. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях
15. Операторный метод расчета переходных процессов в линейных цепях
16. Исследования устойчивости и качества процессов управления линейных стационарных САУ
17. Исследование устойчивости и качества процессов управления линейных стационарных САУ
18. Исследования устойчивости и качества процессов управлениялинейных стационерных САУ
19. Расчет линейной непрерывной двухконтурной САУ по заданным требованиям к качеству ее работы
20. Построение характеристик непрерывных САУ
21. Нелинейные САУ
25. Расчет САУ скоростью электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения
26. Еволюція ліричного героя у "Гімнах до ночі" Новаліса
27. П’єса "Бондарівна" Івана Карпенка-Карого
28. Критерій Байєса-Лапласа при експоненційно розподілених даних для множини оптимальних рішень
29. Исследование систем автоматического управления (САУ)
30. Принципы работы системы управления параллельными процессами в локальных сетях компьютеров
32. Инновационно-инвестиционный процесс в переходной экономике России
33. Сестринский процесс в работе участковых медсестер при язвенной болезни
34. Самостоятельная работа учащихся с учебником в процессе изучения темы "Электрические явления"
36. Экологическое воспитание учащихся начальных классов сельской школы в процессе кружковой работы
37. Работа с процессами в С/С++. Основные приемы
42. Решетчатые фильтры для стационарных случайных процессов
43. Процесс экономического развития стран с переходной экономикой
45. Усвоение основ живописи дошкольниками в процессе работы красками
46. Процесс работы реечного толкателя
47. Процесс переходности – как объект социальных наук
48. Проектирование строительных процессов при производстве работ нулевого цикла
49. Общая характеристика технологических процессов работы судов, портов
50. Алгоритмы вывода кинетических уравнений для стационарных и квазистационарных процессов
51. Инновационно-инвестиционный процесс в переходной экономике России
52. Деревянные конструкции (лабораторные работы)
53. Разработка основных разделов проекта производства работ
57. Принцип работы и назначение телескопа
59. Отчёт по лабараторным работам по биологии за 1 семестр
60. Биологическая роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма
62. Воспитательная работа в вооруженных силах и ее влияние на психику воина в боевой деятельности
63. Спасательные и неотложные аварийно-восстановительные работы
64. Организация и проведение спасательных работ в чрезвычайных ситуациях
65. Применение ЭВМ для повышения эффективности работы штаба ГО РАТАП
66. Спасательные и неотложные аварийно-восстановительные работы в очагах поражения
67. Социально-экономическая модель в Швеции: процесс становления и развития
68. Влияние вулканизма и поствулканических процессов на окружающую среду
69. Методы и модели демографических процессов
73. Организация бюджетного процесса
74. Реформы собственности и социальная дифференциация в переходный период /Украина/
75. Адвокат в уголовном процессе
76. Состав нормативных документов, регламентирующих организацию работы с документами
77. Участники арбитражного процесса
78. Письменные доказательства в арбитражном процессе
80. Вещественные доказательства в гражданском процессе
81. Гражданский процесс (Контрольная)
82. Гражданский процесс (Контрольная)
83. Гражданский процесс (Шпаргалка)
84. Иск в гражданском процессе: теория и практика
85. Стороны в гражданском процессе
89. Законодательный процесс в Древних Афинах
90. Контрольная работа по всеобщей истории государства и права
91. Контрольная работа по всеобщей истории государства и права
93. Законотворческий процесс в Республики Казахстан
94. Международная организация труда- создание, структура, задачи и организация её работы
95. Контрольная работа по муниципальному праву Вариант 2
96. Уголовный процесс зарубежных стран
97. Контрольная работа по Римскому праву
99. Прием и порядок переведения работника на другую работу
100. Трудовой договор (контракт) в системе трудовых правоотношений и кадровая работа на предприятиях