Курсовая работа на тему: Дисциплине Теория автоматического управления

Введение

В зависимости от характера информации, получаемой об объекте в процессе его работы, наличия его математического описания, статических характеристик объекта и главное - задачи, поставленной перед системой автоматического управления, принципы автоматического управления существенно различаются.

Основной задачей курсовой работы является синтез и последующее исследование следящей системы с использованием современных методов и инструментов теории управления. Основным требованием, предъявляемым к следящим системам, является минимум погрешности , определяемой как разность между заранее неизвестным законом и управляемой величиной . Следящая система представляет собой замкнутую систему регулирования угла поворота вала, управляемого двигателем; задающее воздействие устанавливается путем поворота некоторого задающего вала.

Выполнение данной курсовой работы охватывает следующие разделы курса "Теория управления": "Составление математических моделей элементов систем и регулярных воздействий"; "Преобразование моделей"; "Аналитический синтез уравнений управляющего устройства по требованиям к качеству системы"; реализация этих уравнений, т.е. разработка схемы устройства управления или алгоритма работы цифрового варианта устройства управления.

Следящие системы применяются для управления радиолокационными антеннами, радиотелескопами, артиллерийскими установками на подвижных платформах, а также для регулирования синхронности и синфазности вращения валов ведущего и ведомого двигателей в том случае, когда они расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга.

Нетрудно заметить, что качественные следящие системы, отрабатывающие с заданной точностью поступающие на их вход задающие воздействия, применяются во многих сферах жизнедеятельности людей: в промышленности, в области военной техники, в гражданской авиации и т.д. Однако создание следящих систем, которые затем найдут свое применение в определенных областях человеческой деятельности, включает в себя несколько этапов: постановку задачи, разработку математической модели синтезируемой системы, непосредственно синтез самой системы и переход от математической модели проектируемой системы к реальным устройствам, которые бы описывались синтезированной моделью, т.е. этап реализации. В данной курсовой работе как раз и рассматриваются все перечисленные этапы создания следящих систем.

Оглавление

- 1.введение. 3

- Техническое задание

- Описание следящей системы

- Уравнения элементов

- Измеритель рассогласования

- Датчик выхода

- Усилитель мощности

- Редуктор

- Двигатель постоянного тока

- Вывод уравнений системы

- Уравнения в переменных состояния

- Матричная форма уравнений в переменных состояния

- Уравнения вход-выход заданной части системы

- Анализ свойств заданной части следящей системы

- Проверка управляемости

- Проверка наблюдаемости заданной части системы

- Проверка устойчивости нескорректированной системы

- Синтез устройства управления

- Синтез наблюдателя переменных состояния

- Построение и анализ модели системы

- 10.заключение. 35

- 11.список использованной литературы. 36

- ПРИЛОЖЕНИЕ. Схема электрическая принципиальная

Заключение

В данной курсовой работе была синтезирована и исследована с использованием современных методов и инструментов теории управления приборная следящая система.

Данная курсовая работа выполнена с помощью программного пакета SIMULINK в системе MATLAB (для проведения численного моделирования) и программы MathCAD (для выполнения расчётов).

В данной курсовой работе было синтезировано устройство управления, для этого выведены дифференциальные уравнения в переменных состояния всех элементов, а также заданной части системы; проверены наблюдаемость, управляемость и устойчивость заданной части; построена структурная расчётная схема, выведены уравнения вход-выход; построено модальное управление и наблюдатель Калмана; проделано моделирование с помощью SIMULINK в системе MATLAB, а также была построена схема управляющего устройства вместе с наблюдателем на операционных усилителях.

Список литературы

1. Теория автоматического управления. Под ред. А. В. Нетушила. Учебник для вузов. Изд. 2-е. М., "Высшая школа",1976.

2. Гайдук А. Р., Пьявченко Т. А. Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы "Динамический расчет следящих систем" по дисциплине "Теория управления". Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001. 19с.

3. А. Р. Гайдук. Алгебраические методы анализа и синтеза систем автоматического управления. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1988. 208с.

4. Принципы регулирования. Руководство к лабораторной работе по курсу "Теория автоматического управления"/Таганрог. Радиотехнический институт; Сост. Н. В. Балалаев, Ю. Г. Сотников; Таганрог. 1993. 20 с.