Министерство образования и науки Российской федерации.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Кафедра «Автоматизированного электропривода и мехатроники»

Курсовая работа

По дисциплине: «Теория автоматического управления»

На тему: «Расчёт и исследование динамических показателей и показателей качества двухконтурных систем автоматического управления»

Исполнитель: Загидуллин Д.В., студент 3 курса , группа ЭАБ-11

Руководитель: Белый А.В., кандидат технических наук, доцент

Работа допущена к защите «___»_____________ 2014г. _______________

Работа защищена«___»_____________ 2014г. с оценкой ____ _________

Магнитогорск 2014

Оглавление

1 Задание на курсовую работу…………………………………………………………………………………………………3

1.1 Объект регулирования………………………………………………………………………………………………………3

1.2 Варианты задания…………………………………………………………………………………………………….………4

2 Расчёт и исследование внутреннего контура двухконтурных статических и астатических САР с последовательной коррекцией…………………………………………………………………………………………...………4

2.1 Составление схемы оптимальной двухконтурной САР………………………………………………………………….4

2.2 Определение передаточной функции регулятора внутреннего контура…………………….…………………………5

2.3 Передаточные функции внутреннего оптимального разомкнутого и замкнутого контуров регулирования……..5

2.4 Аналитический расчет графиков переходных процессов оптимального внутреннего замкнутого контура САР…………………………………………………………………………………………………………………………….….…6

2.5 Исследование динамических свойств внутреннего контура регулирования САР при изменении параметров регулятора……………………………………………………………………………………………………………………….…8

2.5.1 Исследование динамических свойств внутреннего контура регулирования САР при изменении постоянной времени интегрирования регулятора………………………………………………………………………………………….8

2.5.2 Исследование динамических свойств внутреннего контура регулирования САР при изменении постоянной времени обратной связт регулятора T_р ………………………………………………………………………………………14

3 Расчет и исследование двухконтурной статической САР с последовательной коррекцией………………………19

3.1 Расчёт регулятора внешнего контура САР. Составление структурной схемы двухконтурной САР…………….19

3.2 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой САР по управляющему и возмущающему воздействиям.…20.

3.3 Аналитический расчет переходных процессов…………………………………………………………………………24

3.4 Расчёт и построение переходных процессов статической САР по управляющему и возмущающему воздействиям по методу структурного моделирования …………………………………………………………………28

3.5 Определение показателей качества статических САР………………………………………………………………29

4 Расчет и исследование двухконтурной астатической САР с последовательной коррекцией………………………31.

4.1 Структурная схема САР, настроенной по симметричному оптимуму. Расчёт регулятора вешнего контура……………………………………………………………………………………………………………………………31

4.2 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой САР по управляющему и возмущающему воздействиям……………………………………………………………………………………………………………………34

4.3 Аналитический расчет переходных процессов астатической САР по управляющему и возмущающему воздействиям……………………………………………………………………………………………………………………..37

4.4 Расчёт и построение переходных процессов астатической САР по управляющему и возмущающему воздействиям по методу структурного моделирования……………………………………………………………………40

4.5 Определение показателей качества астатической САР…………………………………………………………….....41

5 Выводы…………………………………………………………………………………………………………………………..43

1 Задание на курсовую работу

Для заданного объекта регулирования (рисунок 1.1) произвести построение и расчёт двухконтурной структурной схемы САР (статической и астатической), выбрать и рассчитать регуляторы в контурах регулирования, выполнить построение логарифмических частотных характеристик, а также кривых переходных процессов при управляющем и возмущающим воздействиях, определить качество регулирования САР.

1.1 Объект регулирования

Параметры объекта регулирования (рисунок 1.1)

- коэффициент усиления фильтра;

- постоянная времени фильтра;

–коэффициент усиления апериодического звена;

и - постоянные времени элементов объекта регулирования.

Рисунок 1.1 - Объект регулирования

1.2 Варианты задания

Таблица 1.1 – Параметры объекта регулирования

№ варианта	Параметры
		, с
1	5	0,01	4

2 Расчёт и исследование внутреннего контура двухконтурных статических и астатических САР с последовательной коррекцией

2.1 Составление схемы оптимальной двухконтурной САР

Оптимальная схема САР составляется на основании принципа построения систем подчиненного регулирования. Согласно этому принципу число контуров регулирования, т. е число регуляторов принимается равным числу больших постоянных времени. В нашем случае система должна содержать два контура регулирования с двумя регуляторами, один из которых компенсирует первую постоянную времени, а второй - вторую постоянную времени. Построение структурной схемы регулирования обычно начинают с внутреннего контура, в который входит звено с малой постоянной времени и одной большой постоянной времени. Перед объектом регулирования ставят регулятор W_рег1 (p) и охватываем единичной обратной связью. Затем строится второй контур регулирования с второй большой постоянной времени. На вход ставят второй регулятор W_рег2 (p) (См. рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Структурная схема оптимальной двухконтурной САР