11887

Задача быстродействия

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторная работа №2 по дисциплине: Проектирование автоматизированных систем на тему: Задача быстродействия Цель работы: исследование предельных возможностей системы авторегулирования обусловленных ограничением величины управляющего сигнала. О...

Русский

2013-04-14

258 KB

3 чел.

Лабораторная работа №2

по дисциплине: «Проектирование автоматизированных систем»

на тему:

«Задача быстродействия»

Цель работы: исследование предельных возможностей системы авторегулирования, обусловленных ограничением величины управляющего сигнала.

Общие сведения

Вопрос о том, каково минимально возможное время регулирования при простейших возмущающих воздействиях на объект (импульс, скачок) неизбежно возникает.

Решение этой задачи возможно по методу Л.С. Понтявина. Метод – итерационный, оценка времени регулирования в процессе счета уточняется, монотонно возрастая. Для контроля за сходимостью вычислительного процесса выводятся 3 числа: номер итерации, время регулирования и число, которое служит показателем сходимости процесса.

Здесь W(p) – передаточная функция объекта вида W(p)=1/D(p),

D(p) – многочлен степени от 2-х до 5-ти,

x(t) – выходной сигнал,

х0 – вектор начальных значений фазовых координат объекта (выходного сигнала х(t) и его производных до (n-1)-го порядка, где n – порядок объекта),

u(t) – управляющий сигнал, который вырабатывается программатором и может принимать значение +М и –М.

Задача быстродействия состоит в нахождении управления u(t), которое переводит объект из заданного состояния х0 в нулевое состояние по всем фазовым координатам за минимальное (оптимальное) время tрег.

Если исследуемая АСР устойчива, то может возникнуть вопрос о том, насколько качественно происходит регулирование в этой системе и удовлетворяет ли оно технологическим требованиям. На практике качество регулирования может быть определено визуально по графику переходной кривой, однако, имеются точные методы, дающие конкретные числовые значения.

Показатели качества разбиты на 4 группы:

1)прямые - определяемые непосредственно по кривой переходного процесса,

2) корневые - определяемые по корням характеристического полинома,

3) частотные - по частотным характеристикам,

4) интегральные - получаемые путем интегрирования функций.


Задаем передаточную функцию объекта
W(p):

Строим переходные процессы:

С помощью функции Дополнить мы можем построить все передаточные функции на одном графике:

Строим фазовые портреты:

Производим сравнение с САУ. На экране структурная схема замкнутой системы с регулятором и ограничителем управляющего воздействия. Выбираем ПИД – регулятором и задаем коэффициенты регулятора:

Строим переходные процессы сравнения с САУ:

Далее вычисляется и строится зависимость минимального времени регулирования tрег от одного из параметров: величины ограничения на управление М или одной из фазовых координат.

1. Зависимость tрег от М

2. Зависимость tрег от х10

3. Зависимость tрег от х20

4. Зависимость tрег от х30

Вывод: в ходе работы исследовали предельные возможности системы авторегулирования, обусловленных ограничением величины управляющего сигнала, были построены переходные процессы, сравнены с САУ, также построены фазовые портреты и найдена зависимость минимального времени регулирования от параметров: величины ограничения на управление М или одной из фазовых координат.


u(t)

W(p)

x0

x(t)

Программатор

Программное управление


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11044. Структура и принципы интеграции мехатронных модулей и машин 770 KB
  Структура и принципы интеграции мехатронных модулей и машин Структура мехатронных модулей Мехатронные модули по составу объединяемых устройств и элементов можно подразделить на три группы рис.3.1: модули движения; мехатронные модули движения; интеллек
11045. Мехатронные системы в машиностроительных технологиях 794.5 KB
  Мехатронные системы в машиностроительных технологиях. Автоматизация технологических процессов в производственной сфере проходит путем широкого внедрения мехатронных объектов. Аппаратурные вычислительные и программные возможности в настоящее время позволяют созд...
11046. Промышленные роботы. Основные определения и классификация 295.5 KB
  Промышленные роботы. Основные определения и классификация. Общие сведения о промышленных роботах Исторически мехатроника развивается в основном на базе робототехники. Однако мехатронный подход может быть реализован отнюдь не только в робото
11047. Манипуляторы робототехнических систем 219.5 KB
  Манипуляторы робототехнических систем 6.1. Манипулятор. Кинематические пары цепи и схемы. Базовым элементом робота является манипулятор механизм обладающий несколькими степенями подвижности который предназначен для перемещения и ориентации объектов ...
11048. Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства 179.5 KB
  Кинематика манипулятора. Прямая и обратная задача. Геометрия рабочего пространства. 7.1 Общие сведения о кинематике манипуляторов. В процессе изучения кинематических свойств многозвенных механизмов возникает необходимость описания движения их звеньев без уче...
11049. Мехатронные транспортные средства, устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты 513.5 KB
  Мехатронные транспортные средства устройства бытового и медицинского назначения. Периферийные устройства компьютеров как мехатронные объекты. 8.1 Мехатронные транспортные средства. Современная автомобильная МС включает как правило целый ряд подсистем выполн
11050. Информационные системы в мехатронике 96.5 KB
  Информационные системы в мехатронике 1. Место и роль информационных систем Информационная система ИС представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных вычислительных и других вспомогательных технических средств предназначенных для получ
11051. Первичные измерительные преобразователи 139.5 KB
  Первичные измерительные преобразователи Основные определения Измерительный преобразователь ИП средство измерения предназначенное для преобразования входного измерительного сигнала измеряемой величины в выходной сигнал более удобный для дальнейшего преобра...
11052. Принципы передачи и преобразования информации 130 KB
  Принципы передачи и преобразования информации Во многих встречающихся на практике случаях функциональный блок мехатронного устройства являющийся потребителем информации удален от первичного источника информации например датчика на некоторое иногда довольно зна...