МИНОБРНАУКИ РОССИИ
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
В. Б. ВТОРОВ
ДИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ СЛЕДЯЩЕЙ СИСТЕМЫ
Электронное учебно-методическое пособие
Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
2017
УДК 519.71(075.9) ББК З 965.8я7
Д46
Второв В. Б.
Д46 Динамический синтез следящей системы: электрон. учеб.-метод. пособие к курсовой работе по дисциплине «Теория автоматического управления». СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017. 35 с.
ISBN 978-5-7629-2140-4
Содержит основные требования и методику выполнения курсовой работы, необходимые расчетные соотношения и практические рекомендации по выбору элементов для обеспечения заданных точности и динамических свойств следящей системы.
Предназначено студентам направления 27.03.04 «Управление в технических системах» факультета электротехники и автоматики.
УДК 519.71(075.9) ББК З 965.8я7
Рецензенты: канд. техн. наук, доцент Томчина О. П. (СПбГАСУ).
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве электронного учебно-методического пособия
ISBN 978-5-7629-2140-4 |
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2017 |
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящие методические указания представляют собой пересмотренный вариант предыдущего издания 2004 г. [1]. Они содержат все необходимые для успешного выполнения курсовой работы пояснения и практические рекомендации относительно содержания и методики выполнения курсовой работы.
Выполнение курсовой работы имеет своей целью овладение студентами методикой и инженерными навыками динамического синтеза следящей системы. Последний заключается в таком выборе структуры и параметров управляющей части системы (что обычно достигается введением в исходную систему некоторых корректирующих средств), при котором следящая система кроме необходимых показателей точности приобретает требуемые динамические свойства.
В данной курсовой работе для выполнения динамического синтеза рекомендуется использовать метод логарифмических частотных характеристик, нашедший наиболее широкое применение в инженерной практике в силу своей наглядности, простоты и универсальности применения для целей анализа и синтеза. Вместе с тем, частотные методы расчета автоматических систем недостаточно формализованы, в связи с чем процедура синтеза, как правило, носит итерационный характер. К тому же рекомендуемые обычно довольно громоздкие методики синтеза желаемой логарифмической амплитудной частотной характеристики [2] нередко дают весьма неточные результаты. В связи с этим в данной курсовой работе студентам рекомендуется применять упрощенную методику (вполне приемлемую по точности), дополняя процедуру синтеза компьютерным анализом показателей качества желаемой системы.
Для анализа динамических свойств синтезированной системы в курсовой работе предусматривается использование ЭВМ.
1. СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа «Динамический расчет следящей системы» должна содержать следующие обязательные элементы.
1. Титульныйлистизадание(оформляютсявсоответствиисприл. 1 и2.
3
2.Оглавление.
3.Введение, где должны быть изложены цель и основные задачи работы, используемые теоретические методы и обоснование их выбора.
4.Описание системы и анализ ее динамических свойств.
Здесь должны быть приведены:
а) сведения о назначении системы, ее структурная схема и параметры; б) построение логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ)
исходной (нескорректированной) системы и анализ ее устойчивости.
5.Построение желаемой логарифмической амплитудной частотной характеристики (ЛАХ) разомкнутой системы, включающее в себя:
а) построение низкочастотной части желаемой ЛАХ; б) построение средне- и высокочастотной частей желаемой ЛАХ;
в) анализ переходной характеристики, частотных характеристик и точности желаемой системы на ЭВМ и, при необходимости, коррекцию желаемой ЛАХ.
6.Синтез корректирующего устройства, предусматривающий:
а) выбор способа коррекции по согласованию с преподавателем (как правило, используется параллельная коррекция);
б) построение ЛАХ корректирующего устройства и ее уточнение с целью обеспечить физическую реализуемость;
в) определение ЛАХ скорректированной системы приближенным методом (построение асимптотической ЛАХ) и точным методом (на ЭВМ); сравнение с желаемой ЛАХ;
г) определение состава элементов корректирующего устройства (включая измерительно-преобразовательные элементы), разработка принципиальной схемы и расчет параметров корректирующего устройства; определение его передаточной функции.
7.Исследование динамических свойств скорректированной системы на ЭВМ. Предусматриваются следующие этапы:
а) получение переходной характеристики системы;
б) определение показателя колебательности (для варианта M);
в) оценка чувствительности заданных показателей качества динамики
квариациям параметров системы.
8.Анализ точности системы при отработке типовых входных воздействий.
4
9.Заключение (анализ полученных в курсовой работе результатов и их сопоставление с требованиями задания).
10.Библиографический список.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ
Курсовая работа выполняется на листах формата А4 с полями (левое
– шириной не менее 2,5–3 см). Ее оформление должно соответствовать ГОСТ 7.32 – 2001. Не разрешается вставлять листы в «файлики» и затем подшивать. Не рекомендуется использовать толстые скоросшиватели.
Работа пишется от руки, разборчивым почерком на одной стороне листа. На принтере печатаются только результаты компьютерного моделирования (графики, схемы в Simulink), а также титульный лист, задание и, возможно, оглавление. Графики ЛАХ должны быть выполнены на миллиметровой бумаге. Схемы могут быть выполнены также на миллиметровой бумаге с соблюдением требований ЕСКД.
Строго обязательны пояснения в тексте: расшифровка всех используемых обозначений, объяснение и обоснование всех действий и способа их выполнения. Буквенные обозначения физических величин должны соответствовать ГОСТ. Числа, являющиеся результатами вычислений, округляются, как правило, до трёх значащих цифр (если первая значащая цифра – единица, то в числе надо оставить четыре значащих цифры). При вычислениях приводится расчетная формула, затем подставляются все необходимые численные значения и, наконец, записывается окончательный числовой результат в необходимой размерности. Расчеты выполняются в СИ.
Все страницы должны быть пронумерованы. Следует пронумеровать формулы, на которые есть ссылки в тексте, все иллюстрации и таблицы. Желательно, чтобы иллюстрации имели подписи и приводились по ходу изложения материала; в тексте на них необходимо сделать ссылки.
Ссылки на литературный источник даются заключенным в квадратные скобки числом, соответствующим номеру данного источника в библиографическом списке. Последний должен содержать полные библиографические описания использованных при выполнении курсовой работы литературных источников.
5