Тема. Расчет следящей системы

Задание №1, вариант 1

Оглавление

1. Аннотация. 2

3.Описание нелинейной САР температуры 5

4.Составление дифференциального уравнения замкнутой нелинейной системы автоматического регулирования (ЗНСАУ). 7

5.Построение фазовых портретов НСАУ. 7

7.Расчет НСАР частотным методом. 13

8.Построение диаграммы качества. 15

9.Литература 17

1. Аннотация.

В данной работе мы вкратце рассмотрим современное состояние автоматизации, ее применение, приведём общие сведения и понятия нелинейной системы (НС). Опишем и рассчитаем нелинейную систему автоматического регулирования температуры. Проведём гармоническую линеаризацию нелинейного элемента и выведем её передаточную функцию . Построим диаграммы качества. Сделаем выводы о проделанной работе.

2.Введение

Совершенствование технологии и повышение производительности труда во всех отраслях сельского хозяйства и промышленности относятся к важнейшим задачам технического прогресса нашего общества. Решение этих задач возможно лишь при широком внедрении систем автоматического регулирования и управления, как отдельными объектами, так и производством

Теория автоматического управления и регулирования – наука, которая изучает процессы управления, методы их исследования и основы проектирования автоматических систем (замкнутых и разомкнутых), работающих по замкнутому циклу, в любой области техники.

На рис. 1. и рис. 2. изображены функциональная схема разомкнутой и замкнутой систем.

Рис. 1. Функциональная схема разомкнутой системы.

Рис. 2. Примерная функциональная схема

замкнутой автоматической системы.

В общем случае система может иметь много входов и выходов - многомерная система (рис. 3).

Рис. 3. Многомерные системы.

Современные системы автоматического регулирования нашли широкое применение в различных областях науки и техники. Это связано не только необходимостью автоматизации различных технологических процессов и производственных операций, но и с появлением принципиально новых машин, предназначенных для работы в экстремальных условиях: в космосе, под водой, в зонах с действием ядерного излучения, в шахтах и т.д.

Специфика регулирования выдвигает ряд новых проблем в проектировании автоматических систем, которые ранее не поднимались и в принципе не могли появиться. Эти проблемы зачастую не могут быть решены без применения цифровой и аналоговой вычислительной техники. Поэтому можно согласиться с утверждением, что сейчас вряд ли целесообразно развивать методы, которые требуют сложные ручные вычисления, использования графиков, диаграмм и т.д. Автоматизация технологических процессов идет по пути широкого использования средств вычислительной техники, многофункционального технологического оборудования, автоматических манипуляторов и роботов, новых видов малоотходных и безотходных технологий.

Исследование нелинейных систем связано со значительными математическими трудностями, так как не существует единого точного метода решения нелинейных уравнений, и при исследовании различных нелинейных систем приходится использовать особый частотный метод.

Все инженерные методы исследования нелинейных систем можно разделить на две группы – точные и приближенные. Термин «точные методы» означает, что рассматривается точное решение нелинейных дифференциальных уравнений. Однако сами уравнения отражают процессы в реальной системе с некоторой степенью точности и являются обычно приближенными.

К точным методам относятся методы фазовой плоскости, припасовывания, точного преобразования, метод определения абсолютной устойчивости нелинейных систем В. М. Попова. В основу приближенных методов положено либо предположение, что исследуемая нелинейная система мало отличается от линейной, либо предположение, что искомые периодические решения мало отличаются от гармонических (метод гармонического баланса, метод Д. С. Гольдфарба).

Многие сложные для аналитического решения теоретические и практические вопросы в настоящее время могут сравнительно легко решаться с помощью ЭВМ (методы моделирования).