Контрольная работа
Цель контрольной работы – закрепить теоретический материал и освоить методику анализа САУ.
В рамках контрольной работы не ставится задача проектирования CAУ для конкретного технологического процесса, так как подобные задачи решаются в последующих курсах специальности. В выполняемой контрольной работе математическое описание и структура системы заданы. Требуется, используя методы теории управления, обеспечить необходимые статические и динамические показатели качества регулирования системы путем введения в нее корректирующих звеньев.
Контрольная работа включает в себя расчет линейной системы автоматического регулирования.
Контрольная работа представляется в виде расчетно-пояснительной записки, содержащей вариант задания, расчетные формулы и соотношения, список использованной литературы, на которую должны быть сделаны ссылки в тексте, расчеты и необходимые пояснения к ним, выводы на основании полученных результатов.
После проверки контрольной работы преподавателем, необходимо устранить замечания (если это требуется) и защитить её. Во время защиты следует обосновать принятые решения и полученные результаты, объяснить формулы, характеристики и графики, знать теоретические разделы курса, использованные в работе.
Номер варианта задания равен сумме трех последних цифр учебного шифра зачетной книжки, согласно таблиц 1-2.
Задание для расчета линейной CAУ
Д ана структурная схема линейной САУ
Рассчитать точность системы по управляющему и возмущающему воздействиям в установившемся режиме.
Проанализировать устойчивость замкнутой системы.
Провести синтез последовательного звена. При этом необходимо обеспечить следующие показатели качества процесса регулирования в скорректированной системе:
a) перерегулирование σ ≤ 25 %;
б) длительность переходного процесса, не превышающую значения tрег, в соответствие с вариантом задания;
4. Определить критическое время запаздывания, при котором скорректированная система будет находиться на границе устойчивости
Таблица 1.Варианты задания для расчета линейной САУ
Вариант задания
|
Варианты W(p
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ξ
|
tр
|
0
|
1
|
10
|
1
|
1
|
5
|
0,1
|
0,025
|
0,002
|
0,001
|
-
|
0,15
|
1
|
2
|
17
|
1
|
2
|
4,5
|
0,225
|
0,002
|
-
|
0,001
|
0,8
|
0,1
|
2
|
3
|
1
|
2
|
1
|
5
|
-
|
0,0001
|
0,5
|
0,0001
|
-
|
0,5
|
3
|
4
|
5
|
3
|
3
|
2
|
-
|
0,175
|
0,001
|
0,002
|
0,8
|
0,1
|
4
|
5
|
4
|
2
|
5
|
1
|
0,001
|
0,07
|
0,001
|
-
|
-
|
0,4
|
5
|
6
|
4
|
2
|
1
|
5
|
0,007
|
0,125
|
-
|
0,0015
|
0,8
|
0,3
|
6
|
7
|
25
|
2
|
4
|
2
|
-
|
0,0025
|
0,05
|
1,2
|
0,8
|
0,3
|
7
|
1
|
4
|
3
|
2
|
9
|
0,5
|
0,07
|
0,003
|
0,001
|
-
|
0,2
|
8
|
2
|
10
|
2
|
10
|
2
|
1,2
|
0,0025
|
-
|
0,05
|
0,8
|
0,3
|
9
|
3
|
2
|
2,5
|
2
|
1
|
-
|
0,002
|
0,2
|
0,002
|
-
|
0,3
|
10
|
4
|
2
|
5
|
5
|
2
|
-
|
0,125
|
0,001
|
0,002
|
0,8
|
0,1
|
11
|
5
|
2
|
1
|
0,5
|
5
|
0,001
|
0,1
|
0,001
|
-
|
-
|
0,8
|
12
|
6
|
3
|
5
|
3
|
3
|
0,001
|
0,2
|
-
|
0,0025
|
0,8
|
0,1
|
13
|
7
|
1
|
15
|
9
|
1
|
-
|
0,0025
|
0,001
|
0,2
|
0,8
|
0,1
|
14
|
1
|
30
|
2
|
1
|
5
|
1
|
0,13
|
0,006
|
0,001
|
-
|
0,3
|
15
|
2
|
1
|
0,5
|
1
|
0,5
|
1
|
0,001
|
-
|
0,004
|
0,8
|
0,5
|
16
|
3
|
2,5
|
2
|
1
|
3
|
-
|
0,001
|
0,3
|
0,001
|
-
|
0,3
|
17
|
4
|
0,2
|
0,2
|
1
|
1
|
-
|
0,65
|
0,005
|
0,001
|
0,8
|
0,3
|
18
|
5
|
2,5
|
2
|
0,4
|
5
|
0,001
|
0,9
|
0,001
|
-
|
-
|
1,5
|
19
|
6
|
1
|
3
|
17
|
3
|
0,005
|
0,5
|
-
|
0,0025
|
0,8
|
0,5
|
20
|
7
|
9
|
1
|
2
|
5
|
-
|
0,002
|
0,001
|
0,15
|
0,8
|
0,1
|
21
|
1
|
5
|
2
|
1
|
5
|
0,38
|
0,135
|
0,005
|
0,001
|
-
|
0,3
|
22
|
2
|
10
|
7
|
2
|
1
|
0,25
|
0,001
|
-
|
0,004
|
0,8
|
0,3
|
23
|
3
|
2
|
3
|
2,5
|
1
|
-
|
0,001
|
0,1
|
0,001
|
-
|
0,6
|
24
|
4
|
2
|
5
|
3
|
1
|
-
|
0,005
|
12,5
|
0,001
|
0,8
|
0,3
|
25
|
5
|
2
|
2
|
3,5
|
1
|
0,001
|
1
|
0,001
|
-
|
-
|
1,5
|
26
|
6
|
2
|
2
|
2
|
5
|
0,12
|
0,008
|
-
|
0,0015
|
0,8
|
0,3
|
27
|
7
|
9
|
1
|
1
|
17
|
-
|
0,002
|
0,001
|
0,2
|
0,8
|
0,1
| Таблица 2. Варианты передаточных функций линейной САУ
Варианты W(p)
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
2
|
|
|
|
|
3
|
|
|
|
|
4
|
|
|
|
|
5
|
|
|
|
|
6
|
|
|
|
|
7
|
|
|
|
|
Вопросы к экзамену
Содержание понятий система, регулирование, управление, объект управления, управляемая величина, возмущающее воздействие.
Основные принципы регулирования, принципы действия САУ, блок-схема САУ.
Замкнутые и разомкнутые САУ.
Классификация САУ. Классификация САУ по характеру входного воздействия: системы автоматического регулирования, программного управления, следящие системы, адаптивные системы, статические и астатические системы.
Классификация САУ по характеру внутренних динамических процессов: линейные и нелинейные, стационарные и нестационарные.
Математическое описание линейных систем. Понятие о моделировании. Физическое и математическое моделирование.
Понятие об установившемся процессе. Статические характеристики САУ. Описание связей между входной и выходной величинами параметров (статические характеристики, уравнения статики, передаточные коэффициенты).
Виды соединений звеньев.
Уравнения динамики объектов. Динамические характеристики, сигналы, воздействующие на САУ, переходные характеристики.
Методика составления дифференциальных уравнений.
Линеаризация уравнений разложением в ряд Тэйлора
Преобразование Лапласа, передаточная функция, комплексный коэффициент усиления.
Частотные характеристики звеньев, амплитудно-фазовые характеристики, логарифмические амплитудно-частотные характеристики.
Динамические звенья и их характеристики: безынерционное звено
Инерционное звено
Колебательное звено
Интегрирующее звено
Дифференцирующее звено
Интегро-дифференцирующее звено
Запаздывающее звено
Структурные схемы и правила их преобразования: последовательное, параллельное и встречно-параллельное включение звеньев; правило переноса точек отвода обратных связей.
Передаточные функции одноконтурных и многоконтурных систем, структурные схемы САР и их передаточные функции
Функциональные типовые элементы: чувствительные элементы
Усилительные элементы
Силовые элементы
Регулирующие и стабилизирующие элементы
Передаточная функция человека в системе управления
Устойчивость линейных систем. Понятие устойчивости, математический признак устойчивости систем.
Алгебраический критерий устойчивости Гурвица.
Критерий Михайлова, его физическая интерпретация.
Качество процесса управления. Понятие о качестве процесса управления. Основные показатели качества в статике и динамике (статическая ошибка, время регулирования, перерегулирование, колебательность систем).
Частотные показатели качества. Улучшение качества процесса регулирования
Синтез систем. Синтез САУ по заданным показателям качества процесса управления.
Методы повышения точности систем. Коррекция систем введением регуляторов.
Синтез САУ по ЛАЧХ
Адаптивные системы. Классификация систем адаптивного управления. Структура системы.
Методы поиска экстремума. Система адаптивного управления станочным оборудованием
Использование ЭВМ в контуре управления. Программное управление станками. ЭВМ в режиме сбора и обработки информации, в режиме прямого цифрового управления.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
Филиал двфу В Г. ПЕТРОПАВЛОВСКЕ-кАМЧАТСКОМ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
по дисциплине «Теория автоматического управления»
специальность 140211.65 «Электроснабжение»
г. Петропавловск-Камчатский
2011
Основная литература
Петраков, Ю. В. Теория автоматического управления технологическими системами: учебное пособие для студентов вузов / Ю. В. Петраков, О. И. Драчев. - М. : Машиностроение, 2008. - 336 с.
Ким, Д. П. Теория автоматического управления. Том 1. Линейные системы / Д. П. Ким. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 312 с.
Ким, Д. П. Теория автоматического управления. Том 2. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы [Электронный ресурс] / Д. П. Ким. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 440 с.
Подчукаев, В. А. Теория автоматического управления (аналитические методы) [Электронный ресурс] : Учеб. для вузов / В. А. Подчукаев. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2005. - 392 с.
http://portal.tpu.ru/SHARED/d/DYADIK/study/tau/Tab/posobie_tau.pdf Дядик В.Ф. Теория автоматического управления: учебное пособие/ В.Ф. Дядик, С.А. Байдали, Н.С. Криницын; Национальный исследовательский Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 196 с.
http://window.edu.ru/resource/622/21622 Лазарева Т.Я., Мартемьянов Ю.Ф. Основы теории автоматического управления. Учебное пособие. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2004. - 352 с.
http://window.edu.ru/resource/979/36979 Артамонов Д.В., Семенов А.Д. Основы теории линейных систем автоматического управления: Учебное пособие. - Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2003. - 145 с.
Дополнительная литература
Теория автоматического управления. Учеб. для вузов по спец. "Автоматика и телемеханика". В 2-х ч./ Н.А. Бабаков, А.А. Воронов и др.: Под ред. А.А. Воронова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 367с., ил.
Егоров К.В. Основы теории автоматического регулирования, учебное пособие для вузов, изд. 2-е, перераб. и доп., - М.: "Энергия", 1967. - 648с., ил.
Куропаткин П.В. Теория автоматического управления. Учеб. пособие для электротехн. спец. вузов. - М.: "Высшая школа", 1973. - 528с., ил.
Основы линейной теории автоматического управления в задачах электроэнергетики: Учебное пособие к компьютерным лабораторным практикумом АОС-ТАУ/ В.Ф. Коротков; Иван. гос. энерг. ун-т. - Иваново, 1994. - 392с.
Достарыңызбен бөлісу: |