ОГЛАВЛЕНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ……………………………….……..3

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...….4

1 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ…………………….….5

1.1 Постановка эксперимента………………………………………………...5

1.2 Определение корреляционных функций………………………………...8

1.3 Определение параметров объекта управления………………………...11

1.4 Динамические характеристики объекта идентификации……………..15

2 ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ………………………………………………………....21

2.1 Постановка задачи оптимизации……………………………………….21

2.2 Динамические характеристики объекта управления………………….24

2.3 Амплитудно-частотная характеристика САР………………………….29

2.4 Спектральная плотность сигнала возмущения……………………...…30

2.5 Оптимизация САР……………………………………………………….34

2.6 Оценка качества переходного процесса САР………………………….39

Заключение……………………………………………………………...43

БИБЛИОГРАФИЧЕКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

ИСТОЧНИКОВ………………………………………………………………44

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1. Сформировать типовой сигнал возмущающего воздействия на объект в виде реализации случайной функции.

2. Выполнить эксперимент по идентификации объекта регулирования. Зарегистрировать реализации случайной функции на входе и выходе объекта.

3. Определить автокорреляционные и взаимокорреляционные функции сигналов, полученных в эксперименте.

4. Определить параметры передаточной функции исследуемого объекта методами параметрической идентификации с настраиваемой моделью.

5. Определить спектральную плотность сигнала возмущений.

6. Найти оптимальные параметры регулирующего устройства системы авторегулирования по минимуму среднеквадратической ошибки.

7. Оценить качество переходной характеристики САР.

ВВЕДЕНИЕ

Предметом теории автоматического управления (ТАУ) являются методы анализа и синтеза систем автоматического управления. Разнообразие свойств объектов управления и условий и работы предполагает разнообразие методов анализа и синтеза систем автоматического регулирования (САР), которыми оперирует ТАУ. Однако при всем многообразии систем управления можно выделить два общих этапа исследований:

- идентификация объекта управления, т.е. математическое описание объекта и условий его взаимодействия с внешней средой;

- выбор структуры и параметров регулирующих устройств, обеспечивающих системе управления оптимальное функционирование в смысле выбранного критерия.

Содержание этих этапов в рамках программы курса общетехнической дисциплины «Основы автоматического управления» специальности 140604.65 могут быть освоены студентами на примере объекта и системы, работающих в наиболее характерных производственных условиях.

Многие электротехнические устройства, как элементы систем энергоснабжения, работают в условиях действия внешних возмущений. Эти возмущения имеют случайный характер. Основным внешним возмущением является изменение нагрузки. Нагрузка представляет собой достаточно большое число отдельных потребителей, время работы и мощность которых не могут быть заранее точно определены. Изменение такой нагрузки во времени может быть описано только статистически. Поэтому и режимы работы систем управления такими объектами должно выбираться и оцениваться по вероятностным показателям.

1. Идентификация объекта управления

1.1. Постановка эксперимента

Эксперимент выполняется на лабораторной установке, включающей в себя генератор случайной функции, фильтр для формирования реализации случайного сигнала с заданной автокорреляционной функцией, объект исследования, автоматические регистрирующие приборы. На вход объекта с генератора, который позволяет организовывать развертку во времени ряда случайных чисел, подается сигнал x(t) в виде реализации случайной функции. На выходе объекта наблюдается и регистрируется сигнал y(t). Реализации сигналов x(t) и y(t) регистрируются вместе с синхронизирующими секундными импульсами. Полученные в результате эксперимента реализации сигналов x(t) и y(t) дискретизируются по времени и квантуются по уровню. Шаг дискретизации 1 секунда, шаг квантования 1 В. Результаты обработки диаграмм представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Реализация сигнала на входе и выходе объекта исследования

t	x(t)	y(t)	t	x(t)	y(t)	t	x(t)	y(t)	t	x(t)	y(t)
1	60	59	26	32	26	51	57	41	76	19	21
2	68	59	27	25	29	52	58	49	77	31	20
3	51	64	28	28	27	53	36	53	78	43	25
4	46	57	29	39	28	54	28	45	79	63	34
5	28	52	30	48	33	55	39	37	80	74	48
6	55	40	31	67	41	56	26	38	81	56	61
7	65	48	32	59	54	57	25	32	82	40	58
8	76	56	33	63	56	58	23	28	83	47	49
9	73	66	34	68	60	59	22	26	84	41	48
10	63	69	35	56	64	60	14	24	85	49	45
11	76	66	36	39	60	61	40	19	86	31	47
12	74	71	37	30	50	62	58	29	87	53	39
13	72	73	38	28	40	63	64	43	88	50	46
14	56	72	39	53	34	64	58	53	89	46	48
15	42	65	40	56	44	65	62	56	90	31	47
16	37	54	41	42	50	66	51	59	91	48	39
17	61	45	42	57	46	67	52	55	92	48	43
18	66	53	43	47	52	68	37	54	93	45	46
19	46	59	44	36	49	69	24	45	94	57	45
20	34	53	45	51	43	70	17	35	95	68	51
21	23	43	46	35	47	71	11	27	96	57	59
22	35	34	47	30	41	72	10	19	97	62	58
23	25	34	48	49	35	73	38	15	98	39	60
24	16	30	49	38	42	74	23	26	99	57	50
25	29	23	50	41	40	75	18	25	100	53	53

Y(t),X(t)

t

Y(t)

Рисунок 1.1 - Реализация сигнала на входе и выходе объекта