Содержание

Введение

План курсовой работы по ТАУ

1. Расчёт амплитуды и частоты периодических режимов

графоаналитическим методом гармонического баланса

2. Уточнённый численный расчет параметров периодических режимов

2.1 Применение численных методов решения системы двух алгебраических

уравнений

2.2 Расчет граничного значения коэффициента усиления и построение

зависимости параметров периодических режимов от значений варьируемого

параметра

3. Цифровое моделирование системы и получение временной диаграммы ее

переходного процесса на ЭВМ. Построение проекции фазовой траектории

4. Выводы по работе

Список литературы

Приложение

Вариант задания АП 4

Рис. 1. Принципиальная схема автопилота.

Параметры системы:

Тр=0,2

Тс=0,2

Кр=К1=1,25

В=1,8

Кс=К2=0,28;

КОС – Варьируемый параметр.

Нелинейный элемент типа «Упор».

где:

Введение

В связи с развитием технологий возникает трудоемкость решения теоретических задач, необходимых для синтеза оптимальных по качеству систем управления. Большие возможности в решении этих трудностей открывает теория автоматического управления. В настоящее время основное значение приобретает четкая аналитическая формулировка алгоритма решения задачи и реализуемость его с помощью ЭВМ. Новые возможности позволяют решить задачи, связанные как с системой автоматизации проектных работ при создании автоматических систем управления технологическими объектами и автоматизации производственных научных экспериментов, так и в автоматизированных системах научных исследований. При этом особое значение приобретает теория нелинейных систем при детерминированных воздействиях, теория линейных и нелинейных систем при случайных воздействиях, а также теория оптимальных и адаптивных автоматических систем при детерминированных и случайных воздействиях.

Описание систем управления линейными дифференциальными уравнениями с той или иной степенью точности применимо далеко не ко всем системам. Существует множество систем, процессы в которые принципиально не могут быть описаны линейными дифференциальными уравнениями, и при их исследовании необходимо пользоваться нелинейными дифференциальными уравнениями.

Переход к нелинейным дифференциальным уравнениям определяется как учетом нелинейностей реальных характеристик элементов системы, так и дополнительным введением в систему элементов с существенно нелинейными характеристиками. Обычно в первом случае нелинейности учитывают для рассмотрения изменения качества процесса управления за счет влияния нелинейностей, присущих реальной системе, и исправления нежелательного эффекта, возникающего под влиянием этих нелинейностей. Во втором случае речь идет о повышении качества процессов или о получении принципиально новых алгоритмов управления за счет введения дополнительных нелинейных элементов. При этом удается повысить быстродействие и точность системы, уменьшить перерегулирование или компенсировать нежелательное действие имеющихся нелинейностей. Кроме того, для управления нелинейными объектами с немонотонными экстремальными характеристиками применяют особые схемы управления с автоматическим поддержанием оптимального режима работы объекта.

Существует большое число нелинейных автоколебательных систем управления, в которых колебания являются свойством нормального режима работы системы. В этом случае под устойчивой работой системы понимают устойчивость автоколебаний в неустойчивой с точки зрения линейной теории системе. Само по себе определение устойчивости в этом случае изменяется.

Цель данной работы заключается в расчёте параметров автоколебаний в нелинейной системе автопилота горизонтального руля.

Эта система работает по принципу следящей системы управления, в которой происходит слежение за некоторой измеряемой величиной. Закон изменения её заранее неизвестен, а управляемая величина должна с заданной точностью воспроизводить измеряемую величину или некоторую функцию измеряемой величины.

Автоколебания – явление, свойственное только нелинейным системам, и сам термин «автоколебания» относится к теории нелинейных колебаний. Бывают случаи, когда автоколебания являются полезным явлением. Но также бывают и обратные, когда автоколебания желательно исключить. Наличие или отсутствие автоколебаний можно регулировать несколькими способами. Например, с помощью параметров самой системы (коэффициентов передачи), что и делается в данной работе, либо с помощью применения корректирующих цепей. Корректирующие цепи позволяют резко понизить амплитуду автоколебаний и поднять частоту или вовсе подавить их при малой зоне нечувствительности релейной характеристики.

План курсовой работы по ТАУ

«Расчёт симметричных автоколебаний нелинейной САР»

1. Рассчитать амплитуды А и частоты w периодических режимов в САР при различных значениях варьируемого параметра графоаналитическим методом гармонического баланса, исследовать устойчивость этих режимов и определить, какие из них являются автоколебаниями. При построении годографов применять ППП. Привести листинги ввода исходных данных и расчёта. Оцифровать графики значениями параметров w и А, указать масштабы на осях.

2. Рассчитать на ЭВМ численным методом решения уравнений гармонического баланса те же величины, что и п.1, а также граничное значение варьируемого параметра, при котором автоколебания находятся на границе своего возникновения и исчезновения. Построить зависимости параметров автоколебаний от значений варьируемого параметра. Привести листинги исходных данных и расчёта.

3. Выполнить с помощью ППM цифровое моделирование системы при значения варьируемого параметра больших и меньших граничного. Получить при этом временную диаграмму переходного процесса и соответствующую ей проекцию фазовой траектории в плоскости «величина-скорость». Привести схему моделирования, распечатки диаграмм процессов во временной и фазовой областях.

4. Сделать выводы по работе, охарактеризовав процессы в САР, влияние варьируемого параметра, степень совпадения результатов расчета и моделирования и т.п.