Передаточна функція системи по задаючій дії
Данні до курсового проекту:
На рис.1 представлена вихідна схема курсового проекту:
Рис.1 Вихідна схема курсового проекту.
1)Передаточна функція системи по задаючій дії
Використовуючи допоміжні правила структурного перетворення можна отримати схему зображену на рис.2. Використовуючи основні правила послідовного і паралельного з'єднання передаточних ланок-знайдемо передаточну функцію по жадаючій дії.
Рис.2 Структурно-перетворена схема.
Передатна функція по завданню має вигляд:
- (передаточна функція по сигналу завдання) 1.2 ) Передаточна функція системи по збуренню:
Складемо програму в Math lab:
Тобто передаточна функція по збуренню:
- 1.3 ) Передаточна функція для сигналу помилки від задаючої дії 1.4 ) Передаточна функція для сигналу помилки від збурення:
Складемо програму в Math lab:
Передаточна функція системи по сигналу помилку:
- 2. Оцінка якості керування початкової системи 2.1 Перевірка стійкості системи:
Рис.3 Структурно-перетворена схема.
Перевірку на стійкість проводимо за Найквістом:
На рис.5 зображена АФХ. Згідно з нею система стійка. Для розімкнутого контуру АФХ не охоплює точку з координатами (-1;j0).
Рис.4 Діаграма Найквіста.
2.2 ) Визначення точності системи по заданій та збурюючій діях:
Скористаємося формулою для визначення зображення сигналу помилки типової системи:
Встановлене значення сигналу помилки знайдемо, використовуючи теорему про кінцеве значення оригіналу:
Використовуючи кінцеві вирази пунктів 1.3 і 1.4 знайдемо кінцеве значення оригіналу:
2.3 )Побудова перехідного процесу по задаючій і збурюючій діях.
Для жадаючої:
Рис.5 Перехідна функція по задаючій дії.
З рис.5 видно можна визначити прямі показники якості системи:
- - час регулювання - 0.08 с. - Перерегулювання - - час перого максимуму-
Для збурюючої дії:
Рис.6 Перехідна функція по збурюючій дії.
З рис.6 видно можна визначити прямі показники якості системи:
- --Час регулювання - 0.08 с. - Перерегулювання - -Час першого максимуму- 2.4 Оцінка непрямих показників(частотних) показників якості:
Для задаючої дії:
Рис. 6 АЧХ і АФХ по задаючій дії.
Як видно з рис. 6 системанемає запасу стійкості ні по амплітуді, ні по фазі
Для збурюючої дії:
Рис.7 АЧХ і АФХ по збурюючій дії.
Як видно з рис. 6 система має:
Запас стійкості по амплітуді: 0;
Запас стійкості по фазі: 1510;
2.5 висновки про необхідність використання коректуючи пристроїв
Як бачмо час регулювання системи досить значний. З АФХ і ФЧХ бачимо, що система не має запасу стійкості по задаючій дії. Для усунення цих недоліків слід використати регулятори.
- 3. Розрахунок коректуючого пристрою 3.1 ) Вибір виду коректую чого пристрою та коректуючи зворотних зв'язків
Для поліпшення системи можна використати такі коректуючи пристої(регулятори):
А)П-регулятор. Завдяки ньому можна змінити величину вихідного сигналу:
Рис.8 Система з використанням П-регулятора.
Так як вихідна система має достатні параметри по стійкості та якісним показникам, то необхідність в використанні п-регулятоа може виникнути у разі пред'явлення параметрів виконуючого органу робочої машини(збільшення або зменшення величини сигналу при постійному часі регулювання).
Рис.9 Перехідні процеси в системі з П-регулятором.
Б) ПІ-регулятор. Завдяки ньому можна змінити форму сигналу.
Рис.10 Система з використанням ПІ-регулятора.
Рис.11 Перехідний процес в системі з ПІ-регулятором.
Як бачимо з рис.11 якісні показники системи погіршуються. Система стає нестійкою.
В) ПІД регулятор-може змінити форму вихідного сигналу.
Рис.11 Система з використанням ПІД-регулятора.
ПІД-регулятор не покращує прямих показників якості. Перехідний процес при цьому схожий на ПП при використанні ПІ-регулятора.
Рис.12 Перехідний процес в системі з ПІД-регулятором.
Використання зворотних зв'язків по швидкості також не вносить суттєвих змін до виду вихідного сигналу.
Тобто дану схему можна використовувати без регуляторів та зворотніх зв'язків з достатніми прямими показниками якості
5) Обчислення та мінімізація дисперсії сигналу помилки при випадкових діях. Визначення оптимального коефіцієнту передачі або постійної часу підсилювача регулятора чи іншого елементу.
На систему діють випадкові збурення хп і хв з відомими спектральними щільностями Sп(w) і Sв(w). Задаюча дія також є випадковим сигналом зі спектральною щільністю Sз(w). Нехай всі три дії - центровані сигнали. Тоді і сигнал помилки буде центрованим.
Якщо вказані зовнішні дії не корельовано між собою, то сигнал помилки ?, що виникає в системі, може розглядатися як сума трех незалежних складових. Відповідно і дисперсія сигналу помилки може бути визначена як сума трьох дисперсій.
Кожна з них може бути розрахована за формулою:
При підстановці конкретних функцій отримують достатньо складні вирази, інтеграли яких розрахувати достатньо складно. Використовуємо методику для обчислення квадратичних інтегральних оцінок.
На вході системи діє задаюча дія Хз зі спектральною щільністю
І перешкода Хп у вигляді білого шуму зі спектральною щільністю
При, тут
Дисперсія, що зумовлена неточною задаючою дією:
Порівнюючи цей вираз зі стандартнім значенням полінома
Встановимо, що в даному випадку:
Знайдемо дисперсію:
Чим більший коефіцієнт к, тим менша дисперсія, тобто тім точніше система відтворює на виході задаючу дію.
Оптимальне значення коефіцієнта к знайдемо із умови:
Знайдемо значення чисельника виразу і прирівняємо його до 0.
Сигнал помилка коректуючий нелінійний
Оптимальне значення коефіцієнта залежить від зовнішньої дії.
- 4. Аналіз нелінійної системи 4.1 Скласти розрахункову алгоритмічну схему структурну схему
Для аналізу доцільно вихідну схему замінити на розрахункову.
Вихідна і розрахункова алгоритмічна схеми системи.
4.2 Розрахунок нелінійної системи
Розрахунок будемо здійснювати методом гармонічної лінеаризації.
Згідно умови варіанта:
C=1.5
B=1.5
Заміна реального нелінійного елемента на еквівалентне лінійне заснована на наступних закономірностях:
- 1. Амплітуди всіх гармонік вищих за першу майже завжди значно менше амплітуди першої гармоніки сигналу yн(t). 2. Лінійна частина більшості нелінійних систем має властивість фільтра низької частоти, тобто всі гармоніки, крім основної, значно послаблюються лінійною частиною і завдяки цьому сигнал yл(t) на її виході буде близьким до синусоїди.
Похожие статьи
-
Деякі показники якості системи автоматичного регулювання температури в печі не задовольняють вимоги, що висуваються до якості регулювання такого роду...
-
При розробці і настроюванні систем автоматичного керування важливо встановити вплив окремих параметрів на їх стійкість. Для визначення областей...
-
Визначення структури інформаційної системи - Технологія проектування інформаційних систем
Основу системної побудови інформаційної системи становить її структура, яка має бути досить повною. Засобами структуризації є процедури декомпозиції...
-
Системи автоматичного управління, призначення, приклад - Системи автоматичного управління
Система автоматичного управління (САУ) підтримує або поліпшує функціонування керованого об'єкта. У ряді випадків допоміжні для САУ операції (пуск,...
-
Для побудови годографа АФЧХ спочатку запишемо передаточну функцію розімкненої системи : Виконавши заміну p=jщ, отримаємо: Для побудови годографа в...
-
ОПЕРАЦІЙНІ СИСТЕМИ WINDOWS, Загальні відомості. Головне меню - Будова ПК і принципи роботи з ним
Загальні відомості. Головне меню Windows - це багатоцільова операційна система, яка забезпечує одночасну роботу кількох додатків (програм). Порівняно з...
-
Загальна схема системи зв'язку - Теорія інформації як основа інформаційних технологій
Вона складається з 5 частин: 1. Джерело повідомлень, що створює повідомлення або послідовність повідомлень, які повинні бути передані. Повідомлення...
-
За серійності виробництва АСР : - Системи автоматичного управління
- Тиражовані АСР, тобто розробники АСР припускають серійне виробництво та впровадження системи на мережах багатьох операторів зв'язку; - АСР одиничного...
-
Системи автоматичного регулювання, приклад - Системи автоматичного управління
Система автоматичного регулювання (САР) -- така система автоматичного керування(САК), задача якої полягає у підтримці вихідної величини об'єкта Х на...
-
Розподіл функцій між людиною і машиною Задачу розподілу (узгодження) функцій між людиною і машиною не можна вирішувати тільки на основі інженерних...
-
У випадку, коли задано диференціальне рівняння елемента системи, його передаточна функція визначається на основі перетворення Лапласа. Для цього вихідне...
-
Єдиним різновидом приладів індукційної системи є лічильники активної й реактивної електричної енергії змінного струму, споживаної навантаженням. Устрій...
-
Визначення структури і складу системи керування робиться за допомогою конфігуратора HW Config , який є складовою частиною язика програмування. Він...
-
Запишемо передаточну функцію замкнутої системи: Знайдемо зображення динамічної похибки замкнутої системи: Випишемо коефіцієнти чисельника і знаменника...
-
Рисунок 3.1 - Структурна схема системи автоматичного регулювання температури в печі Для знаходження передаточних функцій системи за каналами задаючої і...
-
У сучасних дизельних двигунів, застосована роздільна система упорскування палива в циліндри. Така система передбачає установку одного об'єднаного насоса...
-
Більшість пристроїв інформаційних систем відносяться до класу лінійних систем, які представляються у вигляді чотириполюсника з передатною функцією K(iщ)....
-
Пропорціонально-інтегральний (ПІ) закон регулювання. Регулятори, які працюють за даним законом, виконують переміщення регулюючого органу пропорційно сумі...
-
Регулятори з допоміжним регулюючим пристроєм - Системи автоматичного управління
Регулятор виконує перетворення керуючого сигналу, відповідне математичних операцій, потрібним за умовами роботи системи регулювання. До типових потрібним...
-
Визначення діаметра розкриву антени Дзеркальна антена - спрямована антена, яка містить первинний випромінювач і відбивач антени у вигляді металевої...
-
Опорно-поворотні пристрої, Висновок - Супутникові системи зв'язку
Для точної орієнтації параболічної антени на ІСЗ в її конструкції необхідно передбачити поворотні механізми, які дозволяють змінювати положення антени по...
-
Вступ, Приймальні супутникові антени. Параболічні антени - Супутникові системи зв'язку
Ознайомитися з сучасними супутниковими системами зв'язку, з технічними можливостями виведення супутника на навколоземну орбіту, а також з його...
-
Розрахунок проводиться з урахуванням наступних основних вимог: А) напруга UН І номінальний струм IНАпаратури повинні відповідати напрузі і тривалому...
-
Випалювання цегли. - Розрахунок автоматизованої системи управління температурою в тунельній печі
Випалювання цеглини проводиться в тунельній печі з плоским зведенням і верхнім розташуванням пальників. Таблиця 4. Технічна характеристика тунельної...
-
Як вказано було вище, не будемо вдаватися в дискусію щодо того, яка з архітектур краще - CISCчи RISC, Гарвардська чи Прінстонська. Розглянемо відмінності...
-
Принцип дії приладів електродинамічної системи (надалі ЕД-приладів) і приклад позначень на шкалі показані на мал. 6. Обертаючий момент створюється в...
-
ВИСНОВОК - Аналіз системи автоматичного регулювання температури в печі
В ході виконання курсової роботи провели Аналіз системи автоматичного регулювання температури в печі: виходячи з рівнянь, що описують динаміку системи та...
-
Цифрові аерознімальні системи - Фотограмметрія кінця ХХ століття - здобутки і тенденції
Цифрові знімальні камери для широкого вжитку з'явились на ринку на початку 90-х років, але перші з них не могли конкурувати з фотокамерами по якості...
-
У запропонованій курсовому проекті описана будова і принцип дії системи живлення автомобіля c5. Викладено також основи його експлуатації, технічного...
-
Модель системи зв'язку - Цілісність і доступність інформації
В наслідок впливу завад та шумів результуючий сигнал SРез(t) на виході каналу зв'язку є сумою (для адитивних завад, які, як правило, домінують в каналах...
-
Імітаційне моделювання Іншою комп'ютерною програмою, що дозволяє змоделювати перехідний процес в системі автоматичного регулювання, є система MATLAB, а...
-
Нормативи ТО і Р рухомого складу встановлені "Положенням про ТО і Р рухомого складу автомобільного транспорту" і відповідають нормальним Умовам...
-
Двигун СМД-62 являється чотирьохтактним, шестициліндровим дизелем з безпосереднім впорскуванням палива в камеру згоряння, рідинного охолодження з...
-
Фактори впливу на територіальну організацію транспортної системи - Транзитний потенціал України
Формами територіальної організації транспорту є залізничні станції, вузли, автостанції, морські і річкові порти, пристані, аеропорти. Взаємодія різних...
-
Призначення та будова ГРМ системи живлення КАМАЗа 5320 Призначення газорозподільного механізму КАМАЗа-5320 Механізм газорозподілу призначений для...
-
Визначаємо імовірність того, що навантажувально-розвантажувальний засіб буде простоювати в очікуванні прибуття автомобілів: , Визначаємо середню...
-
Антеною називається радіотехнічний пристрій, який призначений для випромінювання і приймання електромагнітних хвиль. Антена є однією з найважливіший...
-
Особливості функціонування морських портів, як складової транспортної системи України
Законодавча база функціонування підприємств морського транспорту грунтується на Конституції України та складається з Кодексу торговельного мореплавства...
-
Визначення системи параметрів - Процес виготовлення друкованої плати
Для характеристики електронної системи, розроблюємо систему параметрів якості об'єкту. Х1 - умова балансу амплітуд: ;; Х2 - ємність фазозсувного контуру,...
-
Розрахунок силової частини і вузлів системи керування - Транзисторний перетворювач із дроселем
Розрахунок силової частини 1) Проведемо прикидочний розрахунок мінімальної напруги на вході інвертора, прийнявши спадання напруги на фільтрі 5%: 2)...
Передаточна функція системи по задаючій дії