9142

Синтез системы автоматического регулирования

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Синтез системы автоматического регулирования Под синтезом системы регулирования понимается направленный расчет, имеющей конечной целью отыскание рациональной структуры системы и установление оптимальных величин параметров ее отдельных звеньев. По от...

Русский

2013-02-24

376 KB

12 чел.

Синтез системы автоматического регулирования

Под синтезом системы регулирования понимается направленный расчет, имеющей конечной целью отыскание рациональной структуры системы и установление оптимальных величин параметров ее отдельных звеньев. По отношению к основе синтеза в настоящее время имеются разные точки зрения.

Синтез можно трактовать как пример вариационной задачи и рассматривать такое построение системы, при котором для данных условий работы (управляющие возмущающие воздействия, помехи, ограничения по времени работы и т.п.) обеспечивается теоретический минимум ошибки.

Синтез можно трактовать, как инженерную задачу, сводящуюся  к такому построению системы автоматического регулирования, при котором обеспечивается выполнение технических требований к ней. Подразумевается, что из многих возможных решений инженер, проектирующий систему, будет выбирать те, которые являются оптимальными с точки зрения существующих конкретных условий и требований к габаритам, весу, простоте, стоимости, надежности и т.п.

Мы рассмотрим только инженерный синтез и в более узком смысле. А именно, рассмотрим синтез, имеющей целью определение вида и параметров корректирующих средств, которые необходимо добавить к неизменяемой части системы регулирования (объект с регулятором), чтобы обеспечить требуемые динамические свойства.

При инженерном синтезе системы автоматического регулирования необходимо обеспечить, во-первых, требуемую точность и, во-вторых, приемлемый характер переходных процессов.

Решение первой задачи в большинстве случаев сводится к определению требуемого общего коэффициента усиления разомкнутой системы и, в случае необходимости, - вида корректирующих средств, повышающих точность системы (регулирование по управляющему и возмущающему воздействиям, изодромные устройства, неединичные обратные связи, масштабирование входной и выходной величин и т.п.). Эта задача может решаться при помощи определения ошибок в типовых режимах на основе критериев точности. Решение этой задачи, как правило, не сопряжено с трудностями принципиального или вычислительного характера, так как критерии просты и число определяемых параметров невелико. В простейшем случае необходимо найти общий коэффициент усиления разомкнутой системы.

Можно сказать, что точность обеспечивается при статическом расчете системы автоматического регулирования.

Решение второй задачи – обеспечение приемлемых переходных процессов – оказывается более трудным вследствие большого числа варьируемых параметров и многозначности решения задачи демпфирования системы. В настоящее время для целей синтеза широко используются вычислительные машины, позволяющие производить полное или частичное моделирование проектируемой системы. При моделировании становится возможным наиболее полно исследовать влияние различных факторов нелинейности, зависимость параметров от времени и т.д.

Однако моделирование на вычислительных машинах не может заменить расчетных методов проектирования, которые во многих случаях позволяют исследовать вопрос в общем виде и среди многих решений найти оптимальное.

Метод  логарифмических  амплитудных  характеристик

Наиболее приемлемы для целей синтеза логарифмические амплитудные характеристики, так как построение ЛАХ, как правило, может делаться почти без вычислительной работы. Особенно удобно пользоваться асимптотическими ЛАХ. В дальнейшем считаем, что в системе содержатся только минимально-фазовые звенья. В процессе синтеза можно ориентироваться на показатели качества переходного процесса или частотные критерии качества.

Методика синтеза методом логарифмических характеристик на следующих соображениях. ЛАХ разомкнутой системы условно можно разбить на три участка: низких, средних и верхних частот. При этом:

1. Участок низких частот практически не влияет на устойчивость. Высота расположения ЛАХ на низкочастотном участке зависит от коэффициента усиления, а он определяет величину ошибки установившегося режима. Наклон низкочастотного участка определяет порядок астатизма системы.

2. Среднечастотный участок определяет быстродействие, устойчивость и запасы устойчивости. В соответствие с ЛАХ и ЛФХ оптимальной разомкнутой системы наклон ЛАХ в области частоты среза должен составлять -20 дБ/дек, а запас устойчивости по фазе должен быть порядка .

3. Участок высоких частот практически не влияет ни на устойчивость, ни на точность.

На основании этого желаемую ЛАХ надо начинать строить со среднечастотного участка и слева и справа стараться участками со стандартными наклонами (кратными 20 дБ/дек) доводить до ЛАХ нескорректированной системы. Слева (в области низких частот) нельзя проводить ниже, чтобы не уменьшить коэффициента усиления. Чтобы поднять выше, надо увеличить коэффициент усиления. В случае совмещения  с  в области низких или верхних частот не требуется коррекции (деформации ЛАХ). Если в области верхних частот провести  параллельно , то корректирующее звено будет простым (усилительным) звеном на этих частотах. Желательно быстрое затухание ЛАХ в области высоких частот, чтобы уменьшить чувствительность системы к высокочастотным помехам.

Процесс синтеза обычно включает в себя следующие операции:

1. Построение располагаемой ЛАХ, или ЛАХ нескорректированной системы . Предполагается, что система, состоящая из регулируемого объекта и регулятора (не снабженного корректирующими средствами), построена исходя из требований в режиме стабилизации или слежения по мощности, скорости, ускорению и точности в статическом режиме. Синтезом необходимо обеспечить требуемое качество переходного процесса, т.е. запас устойчивости.

2. Построение желаемой ЛАХ . Делается на основе требований, предъявляемых к системе по точности, скорости и ускорению в типовом режиме и требований по запасу устойчивости или по качеству переходного процесса.

3. Определение вида и параметров корректирующего устройства. Наиболее просто определяется корректирующее устройство последовательного типа. Желаемая передаточная функция . Отсюда  

     ;     .               (2.13.7)

Т.е. ЛАХ последовательного звена равна разности между желаемой ЛАХ и ЛАХ нескорректированной системы.

4. Техническая реализация корректирующих средств. По виду ЛАХ последовательного корректирующего звена можно подобрать схему и параметры звена (или нескольких последовательно соединенных звеньев) по табл.2.5.1, или по более полным таблицам из литературы). Если звено последовательного типа трудно реализовать, то производится переход к звену отрицательной обратной связи. Как правило, хороший результат получается при охвате обратной связью части системы, имеющей большой коэффициент усиления.

5. Поверочный расчет и построение переходного процесса. В случае необходимости полученная система регулирования вместе с корректирующими средствами может быть исследована обычными методами анализа.

Выдержки из учебного пособия “Теория система автоматического регулирования” Бесекерский В.А., Попов Е.П.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32079. Структура, функции и тенденции развития современной семьи 41.5 KB
  Структура функции и тенденции развития современной семьи. Исходя из этого в изучении семьи можно отталкиваться от тех потребностей которые важны для супругов создавших семью и тех на которые рассчитывает в отношении семьи общество. Сфера жизнедеятельности семьи непосредственно связанная с удовлетворением определенных потребностей ее членов функция семьи. Навайтис: основные группы семейных потребностей: создание и поддержание материальных условий жизнедеятельности семьи; потребности в любви и опеке связанные с материнством; ...
32080. Социальная политическая психология 70.5 KB
  Социальная политическая психология Политическая Пс наука изучающая психологические компоненты политической жизни общества настроения мнения чувства ценности которые формируются и проявляются на уровне политического сознания наций классов соц групп правительств индивидов. Основные категории и принципы политической психологии Категории: 1 политическое сознание обозначает результат восприятия субъектом той части окружающей его действительности которая связана с политикой и в которую включен он сам а также его действия и...
32081. Тренинг как разновидность активной групповой психологической работы 53.5 KB
  Специфические черты тренингов: соблюдение ряда принципов групповой работы; нацеленность на психологическую помощь участникам группы в саморазвитии при этом такая помощь исходит не только а порой и не столько от ведущего сколько от самих участников; наличие более или менее постоянной группы обычно от 7 до 15 человек периодически собирающейся на встречи или работающей непрерывно в течение двухпяти дней так называемые группымарафоны; определенная пространственная организация; акцент па взаимоотношениях между участниками...
32082. Мотивация просоциального поведения и социальной самореализации (по Хекхаузену) 61 KB
  С незнакомым: чем сильнее ожидание успеха тем выше положительная привлекательность и наоборот все наоборот в мотиве достижения: чем выше вероятность успеха и следовательно легкость задания тем меньше привлекательность успеха и наоборот. Ответственность как устойчивая черта характера напрямую связана с такими личностными параметрами как интернальностьэкстернальность и мотивация достижения. Феномены власти чрезвычайно сложны основываются на повсеместно встречающейся ситуации социального конфликта возникающего изза несовместимости...
32083. Мотивация асоциального поведения 42 KB
  Понятие агрессии. Для понимания причин агрессии необходимо учитывать то каким путем агрессивная модель поведения была усвоена факторы которые спровоцировали ее проявление и условия способствующие закреплению данной модели поведения. Предполагается что агрессивные реакции могут быть усвоены путем наблюдения проявлений агрессии. фрустрации агрессии сформулирован Доллардом и др.
32084. Социальная психология административной и управленческой деятельности 96 KB
  Основная цель: разработка универсальных принципов управления пригодных ко всем типам организации. Было выявлено существование формальных и неформальных групп в организации и их влияние на поведение работников. потребности отказ от необходимости жесткой иерархии власти жесткие рамки не совместимы с природой человека; ответственность за решение проблем в организации лежит на менеджере; роль неформальных отношений. Главное квалификация уровень ее мотивации формы организации труда.
32085. Профессиональный стресс 55.5 KB
  Профессиональный стресс Литра: Пряжников Николай Сергеевич 1. Социально экономическая значимость изучения стресса Сама проблема профессионального стресса остро заявила о себе именно в ХХ столетии.дистреса: 1 человек встречаясь с какойто сложностью не может полноценно реализовать накопившуюся энергию вызванную физиологическим механизмом стресса и тогда эта энергия начинает разрушать самого человека.Классическая теория стресса Ганса Селье современное применение теории 1936г.
32086. Основные этапы в развитии социальной психологии 71.5 KB
  История формирования социальнопсихологических идей Основные этапы в развитии социальной психологии. Выделяют 3 этапа в истории зарубежной социальной психологии: 1 философский античность сер. Накопление социальнопсихологических знаний в сфере философии и зарождающейся в ее недрах психологии. История социальной психологии как научной дисциплины относительно молодая отрасль знания.
32087. Теоретические направления западной социальной психологии: социальный бихевиоризм и социальный психоанализ 43.5 KB
  Суть теорий: все действия человек совершает под воздействием внешнего стимула. Факторы влияющие на исходы взаимодействия: экзогенные внешние сходство дополняемость и внутренние эндогенные на основе прошлого опыта взаимодействия влияет величины исходов в прошлом чел решает взаимодействовать ли дальше. необихевиаристская ориентация сводит всю активность челка в основном к пассивному приспособлению к сущим усл. Психоанализ: Основу психической жизни человека составляют бессознательные влечения потребности и образы формирующиеся...