Аннотация
В данной работе рассматривается высокоточная электромеханическая система. Из проведенного обзора методов повышения точности работы систем управления сделан вывод о предпочтительности использования структурных методов повышения качества. К данному методу построения систем относятся многоканальные итерационные системы автоматического управления, которые стали предметом исследования данной бакалаврской работы.
В работе представлен принцип действия и алгоритм работы многоканальных итерационных систем, рассмотрен их синтез и коррекция. Проводится исследование нелинейной итерационной системы с помощью метода гармонической линеаризации. Представлена идентификация одноканальной нелинейной системы.
Введение
В настоящее время любой производственный технический процесс или объект характеризуется большим количеством параметров, сложными связями между элементами, необходимостью учета внешних и внутренних факторов, многоуровневым характером управления. По мере усложнения технологических объектов возрастает потребность в применении автоматизированных систем управления.
Системы автоматического управления (САУ) находят широкое применение в различных областях науки и производственной деятельности. С развитием теории управления и появлением новейших технологий в создании элементарной базы следящих систем появилась возможность увеличения их быстродействия, точности.
Одним из наиболее успешных подходов в построении следящих систем являются структурные методы. К данным методам относится построение многоканальных итерационных систем управления, характеризующихся точностью, быстродействием и надежностью. Структурные особенности многоканальных итерационных систем управления открывают широкие возможности влияния на динамические характеристики рассматриваемых систем, что носит большое практическое и теоретическое значение. До сих пор не выяснены предельно возможные показатели работы многоканальных итерационных систем, а так же недостаточна теоретическая методика анализа их качественных показателей работы, поскольку классическая теория, которая применяется в одноканальных системах, для них не применима в силу их структурных особенностей.
Кроме того известно, что любая реальная система требует корректировки из-за изменения условий работы или изменения требований к качеству ее работы. Таким образом, возникает задача синтеза, которая должна решаться определенными методами.
Как и для любой другой САУ, рассмотрения линейного приближения многоканальной САУ недостаточно. Необходимо учитывать влияние нелинейностей на поведение многоканальной итерационной системы управления. Полученный выводы о влиянии нелинейностей на динамику системы используются в дальнейшем с целью построения методики и программы идентификации нелинейной системы автоматического управления с заданной структурой.
Таким образом, можно определить постановку задачи данной работы:
-
Провести анализ и синтез многоканальной итерационной системы автоматического управления, показать ее структурные особенности перед другими системами. Рассмотреть все полученные теоретические результаты на примере двухканальной итерационной системы
-
Исследовать влияние нелинейностей вида «зона нечувствительности», «насыщение», «люфт», «упор», «зона нечувствительности + насыщение» от места их расположения в системе и параметров на динамику многоканальной итерационной системы.
-
Рассмотреть возможность использования полученных теоретических закономерностей для проведения структурной и параметрической идентификации нелинейных систем с заданной структурой в линейном приближении.
Передаточные функции исходной электромеханической системы:
-
передаточная функция грубого контура
-
передаточная функция точного контура.
:
-
Перерегулирование σ≤30%,
-
Запас по фазе γ≥40°,
-
Время регулирования tр≤0.5с,
-
Установившаяся ошибка системы Δ≤0.005.