Основы теории управления и Радиоавтоматика

 

 

Содержание: 

ЧАСТЬ 1

1. Постановка задачи…………………………………………………………...4

2. Расчет параметров САУ…………………………….……………………….4

3. Билинейное z-преобразование……………………………….....................15 

ЧАСТЬ 2

1. Постановка задачи…………………………………………………………..20

2. Структурная схема алгоритма изготовления шахматных фигур на

токарном станке с ЧПУ………………………………………………………..21

3. Чертёж шахматной фигуры с указанием размеров……………………….22

4. Алгоритмические  языки программирования станков с ЧП…………..….23

5. Разработка программы обработки основания фигуры…………………...23

6. Разработка программы предварительной обработки фигуры…………...24

7. Разработка программы основной обработки поверхности

фигуры и ее обрезка от заготовки…………………………………………….25 

Список используемой литературы…………………………………………....27 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Часть 1.

1. Постановка задачи.

1) Рассчитать параметры Системы Автоматического Управления (САУ), осуществляющей автоматическое слежение за объектом, перемещающимся в пространстве и излучающим электромагнитные волны. 

2) Определить тип и параметры корректирующего звена (КЗ) и местной обратной связи (МОС), обеспечивающих качественные показатели САУ, численные значения которых определяются предпоследней N₁=6 и последней N₀=8 цифрами зачетной книжки.

                                                                                                                                

Рис. 1. Структурная  схема САУ 

РПУ - радиоприёмное устройство,

ФД - фазовый дескриминатор (детектор),

КЗ - корректирующее звено,

УМ - усилитель мощности,

ЭД - электродвигатель,

А - антенна,

МОС - местная обратная связь,

 - азимут цели,

 - азимут направления главного лепестка диаграммы направленности антенны,

 - ошибка слежения. 

3)  Исходные данные:

3.1.   -полоса пропускания

=69

3.2.  M-показатель колебательности системы

M=1.38+0.02*

M=1.5

3.3.  e-допустимые ошибки слежения

• по положению

     

• по скорости

  

      =

• по ускорению

     

      =

3.4. При следующих значениях первой и второй производных изменения азимута объекта во времени:

      - первая производная,

      - вторая производная. 

4) Параметры исходной части системы:

4.1.

передаточная  функция РПУ- инерционного звена

4.2.

передаточная  функция ФД – инерционного звена

4.3.

передаточная  функция УМ – инерционного звена

4.4.

передаточная  функция ЭДА – инерционно-интегрирующего звена 

Числовые  значения коэффициентов и постоянных времени:

 

5) После расчета КЗ и МОС необходимо составить их функциональные схемы с указанием значений С, R, (усилителя). Также проверить запас устойчивости системы по фазе и усилению и определить фактический показатель колебательности системы САУ .

6) Используя билинейное z-преобразование необходимо рассчитать системные функции цифровых прототипов КЗ и МОС и составить их структурные схемы для реализации на вычислительных машинах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчёт параметров  САУ.

1)  Передаточная функция исходной части разомкнутой САУ без учёта КЗ и МОС равна:

      Так как в передаточную функцию  входит четыре инерционных звена и один интегратор (передаточная функция , так как выходным параметром электродвигателя является угол поворота антенны). Гарантированно устойчивой является система при наличии двух инерционных звеньев, поэтому для обеспечения устойчивости САУ потребуется как минимум два корректирующих звена.

      Для упрощения расчётов возьмём два  корректирующих звена с одинаковыми параметрами. Общая передаточная функция двух корректирующих звеньев (последовательных) имеет вид:

Общая передаточная функция разомкнутой  системы равна:

Результирующий  коэффициент разомкнутой системы  К равен:

2) Коэффициенты ошибок по положению ,  скорости и ускорению , по определению равны: 
=0;

      Так как в состав системы входит один интегратор , то порядок астатизма  . Для коэффициенты равны:

;

;

Находим K из неравенства :

Находим из формулы :

Так как  (коэффициент усиления), то вводим в систему неинвертирующий усилитель.

Из выражения  выразим :

Обозначим , тогда

(1)

и находим из общей формулы передаточной функции:

Подставим в уравнение (1) и выразим и :

Так как  , следовательно требуется корректирующее звено с отставанием по фазе.

      Так как по условию нам дана полоса пропускания системы требуется найти двойное соотношение между и из ЛАЧХ разомкнутой САУ. Находим , где :

      Так как  (46,29<86.21), то для ЛАЧХ разомкнутой системы определяется только интегратором и двумя корректирующими звеньями.

      Так как в состав системы включены два корректирующие звена, то определим частоты сопряжения:

;

      ЛАЧХ  интегратора, входящего в состав системы представляет собой прямую с наклоном -  -20дб/дек на всей оси. 
 

Рис. 2. ЛАЧХ системы автоматического управления 

Из этой ЛАЧХ следует система:

       

     1) ;

     2) ;

     3)  

Решаем  систему: 

- =

- =

В результате имеем систему:

Условие Т₁ > Т₂ выполняется, значит получаем отставание по фазе.

;

3)  Первое корректирующее звено включим после ФД, в его состав добавим усилитель с коэффициентом усиления k_кз, по схеме:

Рис. 3. Схема  первого корректирующего звена