Заключение

В данном курсовом проекте были изучены и рассмотрены:

1. Статическая характеристика объекта:

Экспериментальным методом было произведено исследование зависимости между выходной и входной переменными объекта управления в статических режимах. Получена линейная модель нагрева воды:

y_{лин.мод.}(x)= 52,7964+0,0464x

а также нелинейная модель нагрева воды:

Нелинейная модель описывает объект точнее, чем линейная, так как максимальная абсолютная погрешность между моделью и экспериментальными данными в случае нелинейной модели:

(°С) меньше таковой,

в случае линейной модели:

(°С).

2. Динамические характеристики объекта:

Ознакомились с методами определения динамических характеристик. Было сделано предположение о модели объекта – апериодическое звено, рассчитаны параметры модели a=-0,0011; b=0,077.

Дифференциальное уравнение модели объекта:

Рассчитаны коэффициент усиления K=70, постоянная времени T=909,1 c.

Получена передаточная функция:

Построены графики АФЧХ, АЧХ, ФЧХ.

3. Исследованы системы автоматического регулирования:

Рассмотрев систему с ПИ-регулятором, получили:

аналитический вид переходного процесса:

передаточная функция системы.

Рассмотрев систему с П-регулятором, получили:

аналитический вид переходного процесса:

передаточная функция системы

Система с ПИ-регулятором более точная, чем система с П-регулятором, то есть дает меньшую статическую ошибку.

4. Исследована устойчивость системы автоматического регулирования:

САР устойчива и в разомкнутом, и в замкнутом состояниях, так как её АФЧХ не охватывает точку (-1, j₀) при изменении ω от 0 до ∞.

5. Произведен синтез оптимального управления тепловым объектом:

Получили функцию оптимального управления ; сравнили затраты энергии при традиционном и оптимальном способах регулирования нагревом теплового объекта:

при традиционном: 0,39039 кВт*ч.

при оптимальном: 0,35059 кВт*ч.

То есть экономия затрат энергии при оптимальном способе управления составляет 11,3%.

Список используемых источников

Основная литература

1. Коновалов, Б.И. Теория автоматического управления [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Б. И. Коновалов, Ю. М. Лебедев. – 3-е изд. доп. и переработ. – СПб.: Издательство «Лань», 2010. – 224 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/538/. – Заглавие с экрана.

2. Муромцев, Ю.Л. Основы автоматики и системы автоматического управления: учебное пособие для студ. 3-5 курсов днев. и заоч. обучения. Ч.1 / Ю. Л. Муромцев, Д. Ю. Муромцев. – Тамбов: ТГТУ, 2008. – 96 с.

3. Гайдук, А. Р. Теория автоматического управления в примерах и задачах с решениями в MATLAB [Электронный ресурс]: учеб. пособие / А. Р. Гайдук, В. Е. Беляев, Т. А. Пьявченко. – 2-е изд., испр. – СПб.: Издательство «Лань», 2011.– 464 с. – Режим доступа: http://e.lanbook.com/view/book/2033/. – Заглавие с экрана.

4. Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления: учебник для вузов / А. А. Ерофеев. – 2-е изд., доп. и перераб. – СПб.: Политехника, 2005. – 302с.

Дополнительная литература

1. Теория автоматического управления: учебник для вузов / под ред. В.Б.Яковлева. – 2-е изд., перераб. – М.: Высш. шк., 2005. – 567 с.

2. Григорьев, В.В. Анализ систем автоматического управления [Электронный ресурс]: учебное пособие / В.В. Григорьев, Г.В. Лукьянова, К.А. Сергеев. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2009.– 105 с. – Режим доступа: http://window.edu.ru/window_catalog/files/r63666/itmo377.pdf. – Заглавие с экрана.

3. Востриков, А.С. Теория автоматического регулирования: учебное пособие для вузов / А. С. Востриков, Г. А. Французова. – 2-е изд., стер. – М.: Высш. шк., 2006. – 365 с.

4. Проектирование и технология радиоэлектронных средств: учебное пособие / З. М. Селиванова [и др.]; Тамб. гос. техн. ун-т. – Тамбов: ТГТУ, 2011. – 164 с.

5. Мирошник, И.В. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами / И. В. Мирошник, В. О. Никифоров, А. Л. Фрад­ков. - СПб.: Наука, 2000. - 549 с.

6. Рапопорт, Э.Я. Структурное моделирование объектов и систем управления с распределенными параметрами: учебное пособие / Э.Я. Рапопорт. – М.: Высшая школа, 2003. – 299 с.

7. Рапопорт, Э.Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами: учебное пособие для вузов / Э. Я. Рапопорт. – М.: Высшая школа, 2005. – 292 с.

8. Методы классической и современной теории автоматического управления: учебник в 5-и томах. 2-е изд. перераб. и доп. Т.1: Математиче­ские модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления / под ред. К.А. Пулкова, Н.Д. Егупова. - М.: МГТУ им. Н.Э. Бау­мана, 2004. - 656 с.

9. Методы классической и современной теории автоматического управления: учебник в 5-и томах. 2-е изд. перераб. и доп. Т.2: Статистическая динамика и идентификация систем автоматического управления / под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 640 с.

10. Методы классической и современной теории автоматического управления: учебник в 5-и томах. 2-е изд. перераб. и доп. Т.З: Синтез регуля­торов систем автоматического управления / под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егу­пова. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 616 с.

11. Теория автоматического управления. Учебник / С.Е. Душин [и др.], под ред. В.Б. Яковлева. - М.: Высшая школа, 2005. - 567 с.

12. Попов, Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: учеб. пособие для втузов / Е. П. Попов; 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1989. – 301 с.

13. Построение математических моделей химико-технологических объектов / Е. Г. Дудников [и др.]. – Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1970. – 311 с.

14. Ротач, В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования / В.Я. Ротач. – М.: “Энергия”, 1973. – 440 с.

15. Яшугин, Е.А. Теория линейных непрерывных систем автоматиче­ского управления в вопросах и ответах: справочное пособие / Е. А. Яшугин. Минск: Вышейш. шк., 1986. — 224 с.

Периодическая литература

1. АВТОМАТИКА И ТЕЛЕМЕХАНИКА: ежемесячный научно-технический журнал / М.: Академиздатцентр «Наука» РАН. Основан в 1936.

2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ: Международный научно-технический журнал / Воронеж: Издательство Научная книга. Издается с 1994 г. – Периодичность издания – 6 раз в год.

3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ: ежемесячный научно-технический журнал / Воронеж: Издательство Научная книга. Основан в 1995 г.

4. РАДИОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА: ежемесячный научный журнал / М.: Издательство «Научная книга». Основан в 1956 г.