Федосов Борис Трофимович
Рудненский индустриальный институт,
Рудный, Казахстан
Об авторе

УДК 681.51.01
Ф338

Анализ и оптимизация системы автоматического регулирования

Задания и методические указания
к выполнению курсовой работы
по курсам "Системотехника" и "ТАУ"

         Приведены фрагменты задания и методических указаний. Полная версия пособия содержится в прилагаемом файле, ссылка для загрузки которого дана ниже.
         Пособие выполнено в виде электронной книги формата chm, которую можно просматривать на любом компьютере стандартными средствами операционной системы Windows.

1. Цель и задачи курсовой работы

Цель работы: оптимизация типичной линейной системы автоматического регулирования (САР) с использованием программного пакета моделирования систем VisSim.

Задачи работы:

2. Задание и исходные данные

Тема курсовой работы:

Анализ и оптимизация САР частоты вращения вала двигателя постоянного тока (САР ЧВ ДПТ) "Волна Вар_№№".

Примечание: Вар_№№ - номер варианта задания.

Задание:
построить модель САР, исследовать ее, оптимизировать и оценить качество полученной САР.

Исходные данные:
функциональная схема САР ЧВДПТ и параметры ее элементов.

Функциональная схема САР ЧВДПТ "Волна Вар_№№" приведена на рис.1.

gif-file, 20KB

Рис. 1. Функциональная схема САР ЧВДПТ "Волна В-№№".
У - усилитель; ТП - тиристорный преобразователь; Г - генератор; ДПТ - двигатель постоянного тока; ТГ - тахогенератор; ОСН - гибкая обратная связь по напряжению. ДПТ – двигатель постоянного тока независимого возбуждения. ДПТ – объект управления, его выходная величина, частота вращения вала n должна соответствовать заданию. uз - напряжение задания, в соответствии с которым должна изменяться частота n вращения вала ДПТ. Мc - возмущающий момент силы, приложенный к валу ДПТ от той машины, которую он приводит в действие


Пример
выполнения курсовой работы

"Анализ и оптимизация
системы автоматического регулирования"

...

4.3. Построение, запуск и анализ модели САР

4.3.1. Построение структурной схемы САР

Порядок запуска программы VisSim 3.0 и работы с ней изложен в методических указаниях к лабораторным работам [10,11].

Построить структурную схему модели САР ЧВ ДПТ "Волна В-0" рис. П2 и запустить процесс моделирования. Порядок построения схемы приведен ниже.

Примечание: - сразу после запуска программы VisSim 3.0 следует задать русский шрифт: View – Fonts – Кириллица (справа внизу, вместо западноевропейского). Кроме того, следует проверить наличие флажка Presentation Mode в пункте меню View и в случае его отсутствия установить. Это сделает изображения блоков более красивыми.

gif-file, 20KB

Рис. П2. Модель исходной САР ЧВ ДПТ "Волна В-0". Переходная характеристика исходной САР представляет собой колебательный процесс с увеличивающейся со временем амплитудой. Исходная САР неустойчива. Подобный рисунок следует привести в пояснительной записке


4.6. Оценка качества САР "Волна В-0"

Понятие качество линейной САР объединяет точность ее слежения за задающим сигналом и подавления возмущений, а также быстродействие.

Качество САР оценивается прямыми и (или) косвенными показателями переходного и установившегося режимов.

Косвенные показатели это запасы устойчивости САР по фазе и амплитуде и порядок астатизма. Для статических систем следует назвать и коэффициент усиления контура. Существует и множество других косвенных показателей качества [1].

Прямые показатели качества разделяются на показатели переходного режима – это время регулирования tp и перерегулирование σ %, и показатели установившегося режима: коэффициенты ошибок по положению с0, по скорости с1 и по ускорению с2.

4.6.1. Показатели качества переходного режима

Показатели качества переходного режима определяются по переходной характеристике САР. Для САР "Волна В-0" по рис. П27 определены t= 1.45 сек и σ = 2 % (это относительное превышение первого максимума переходной функции над ее установившимся значением).

4.6.2. Показатели качества установившегося режима

Коэффициенты ошибок характеризуют точность работы САР в установившемся режиме. Для статической САР хорошего качества величина с0 должна находиться в пределах 0.01 – 0.1, для астатических САР с0  =  0. Коэффициенты с1 и с2 характеризуют скорости изменения сигнала задания, при которых ошибка слежения мала. Другими словами, эти коэффициенты характеризуют быстродействие САР в установившемся режиме работы и поэтому их величины глобально не регламентируются.

С помощью VisSim нетрудно непосредственно определять установившееся значение ошибки регулирования при степенном воздействии, которое и равно коэффициенту ошибки [8]. Для этого нужно подключить выход первого сумматора, сумматора главного контура управления, к осциллографу. При ступенчатом воздействии установившееся значение ошибки – это коэффициент с0, при линейно растущем воздействии (если с0 = 0) – это коэффициент с1.

Поскольку оптимизированная САР "Волна В-0" является астатической, то ее коэффициент ошибки с0 = 0. Это косвенно показывает рис. П27. Для определения коэффициента ошибки по скорости с1, к входу САР нужно подключить генератор линейно растущего сигнала (ramp) - Blocks – Signal Producer – ramp. Установившееся значение сигнала ошибки равно величине с1 [8]:

gif-file, 20KB

Рис. П29. Диаграмма для определения коэффициента ошибки по скорости астатической САР "Волна В-0". Подобный рисунок следует привести в пояснительной записке

Выполнение курсовой работы закончено. Остается оформить пояснительную записку.



Анализ и оптимизация
системы автоматического регулирования


Задания и методические указания
к выполнению курсовой работы
по курсам "Системотехника" и "ТАУ"

Файл пособия: [Sys_TAU_K_R_v_123.zip 714 КБ, 6.06.2005]

gif-file, 20KB

Цель работы: оптимизация типичной линейной системы автоматического регулирования (САР) с использованием программного пакета моделирования систем VisSim.

Задачи работы:

  • анализ задания и исходных данных;
  • описание принципа действия САР;
  • построение структурно-аналитической модели САР;
  • оценка устойчивости и стабилизация САР;
  • оптимизация модели;
  • оценка качества модели.

6.05.2005


К содержанию
<< 3.3. Курсовая работа

<< К оглавлению
раздела Избранное