Разработка автоматизированной системы для исследования устойчивости и автоколебаний в электромеханической следящей системе

Оглавление

Введение

1. Математическая модель следящей системы

2. Исследование нелинейной следящей системы аналитическими методами

3. Разработка требований к интерфейсу пользователя диалоговой системы

4. Разработка программного обеспечения АИС

5. Результаты испытания АИС

Заключение

Приложение

Введение

Настоящая дипломная работа посвящена проблеме разработки автоматизированной системы синтеза нелинейных систем методом гармонического баланса.

В теории автоматического управления особое место занимают методы исследования нелинейных систем.

Нелинейной системой называется такая система, в которой хотя бы в одном звене нарушается линейность статической характеристики или же имеет место любое другое нарушение линейности уравнений динамики звена (произведение переменных или их производных, корень, квадрат или более высокая степень переменной любая другая нелинейная связь переменных и их производных).

Следовательно, к нелинейным системам относятся, в частности, все системы, в звеньях которых имеются статические характеристики любого из многих видов. К ним же относятся и все системы релейного действия.

Нелинейными могут быть, разумеется, также и системы с переменными параметрами, с распределительными параметрами, с запаздыванием, импульсные и цифровые системы, если в них где-либо нарушается линейность уравнений динамики (в цифровых системах это связано с квантованием сигнала по уровню).

При исследовании, расчете и синтезе автоматических систем нужно иметь в виду, что наиболее полно разработана теория и различные прикладные методы для обыкновенных линейных систем. Поэтому в интересах расчета и его простоты всегда желательно (там, где это допустимо) сводить задачу к такой форме, чтобы максимально использовать методы исследования обыкновенных линейных систем.

Обычно уравнения динамики всех звеньев системы стараются привести, обыкновенно, к линейным, и только для некоторых звеньев, где это недопустимо или где специально вводится особое линейное или нелинейное звено, учитываются их особые свойства. Тогда при наличии одного такого звена система при расчете разбивается на два блока, а одном из которых объединяется весь комплекс обыкновенных линейных звеньев.

Однако это вовсе не значит, что при проектировании новых автоматических систем нужно стремится к обыкновенности линейным системам. Наоборот, уже из приведенных выше определений совершенно очевидно, что обыкновенные линейные системы обладают ограниченными возможностями.

Введение особых линейных и нелинейных звеньев может придать системе лучшие качества.

Особенно богатыми возможностями обладают системы со специально вводимыми нелинейностями и дискретные системы. В том числе с цифровыми вычислительными устройствами, а также адаптивные, то есть, самонастраивающиеся, экстремальные, самоорганизующиеся системы.

Разрабатываемая система может быть использована в качестве методического пособия для студентов ВУЗов при изучении ими методов исследования нелинейных систем автоматического управления.

Перечислим некоторые из них:

• метод фазового пространства или фазовых траекторий;

• метод точечных преобразований;

• метод изоклин;

• частичный метод В.М. Попова;

• метод гармонического баланса;

• частотный метод определения устойчивости и автоколебаний.

Из известных автору систем автоматизированного проектирования автоматических систем управления наибольшими возможностями обладают системы SIAM и CSSE. Однако эти средства расчета систем управления имеют ограниченные возможности графического представления информации.

В то же время перечисленные выше методы исследования нелинейных систем удобны, когда решение реализуется именно графическими методами.

Существует чрезвычайно большое разнообразие автоматических систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными физическими процессами во всех областях техники. В этих системах сочетаются весьма разнообразные по конструкции механические, электрические и другие устройства, составляя, в общем, сложный комплекс взаимодействующих друг с другом звеньев.

Примерами автоматических систем могут служить:

а) автомат включения освещения, в котором имеется фотоэлемент, реагирующий на силу дневного света, и специальное устройство для включения освещения, срабатывающее от определенного сигнала фотоэлемента;

б) автомат, выбрасывающий какие-либо определенные предметы (билеты, шоколад) при опускании в него определенной комбинации монет;

в) станок-автомат, автоматические линии станков и автоматические цехи на заводах;

г) системы телеуправления, в которых от нажатия кнопки или от легкого поворота ручки на пульте управления совершается определенная комбинация мощных и сложных операций в управляемом объекте;

д) автоматический регулятор скорости вращения двигателя,

поддерживающий постоянную угловую скорость двигателя независимо от внешней нагрузки (аналогично регуляторы температуры, давления, напряжения, частоты и пр.);

е) автопилот, поддерживающий определенный курс и высоту полета самолета без помощи летчика;

ж) следящая система, на выходе которой с определенной точностью копируется произвольное во времени изменение какой-нибудь величины, поданной на вход;

з) система сопровождения, в которой ствол наземн

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать