Теория автоматического управления

Методические указания по выполнению курсовой работы

для студентов специальности 071800 «Мехатроника»

очной формы обучения

Составители: А.В. Авсиевич

В.В. Авсиевич

Самара

Теория автоматического управления: методические указания по выполнению курсовой работы для студентов специальности 071800 «Мехатроника» очной формы обучения / составители: А.В. Авсиевич, В.В. Авсиевич. – Самара: СамГУПС, 2008. – 44 с.

Утверждены на заседании кафедры 29.04.2008, протокол №9.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Целью выполнения курсовой работы по курсу «Теория автоматического управления» является получение навыков расчета временных и частотных характеристик систем автоматического управления (САУ), определение устойчивости, нахождение параметров качества переходных процессов и моделирование САУ в пакете MatLab.

Составители: Авсиевич Александр Викторович

Авсиевич Владимир Викторович

Рецензент: д.т.н., профессор, директор НПЦ «ИНФОТРАНС» С.В. Архангельский

Выпущено за счёт средств «Темпус»

Под редакцией доктора техн. наук О.А. Кацюба

Компьютерная верстка Р.Р. Абрамян

ÓСамарский государственный университет путей сообщения, 2008

___________________________________________________________________

Подписано в печать 16.05.2008. Формат 60х90 1/16.

Бумага писчая. Печать оперативная. Усл. п. л. 2,75.

Тираж 100 экз. Заказ № 68.

Отпечатано в типографии ООО «ИПК «Содружество»

443045, г. Самара, ул. Печерская, 53 А

Целью выполнения курсовой работы по курсу ''Основы теории управления'' является закрепление студентами теоретических знаний и приобретение навыков самостоятельного решения расчетно-исследовательских задач по основным разделам учебной дисциплины. Задания по курсовым работам охватывают следующие основные вопросы:

- составление дифференциальных уравнений;

- исследование динамических свойств и характеристик САУ;

- построение переходных процессов;

- определение качества переходных процессов;

- построение моделей САУ и их исследование в пакете MatLab.

Настоящие методические указания включают задания по курсовым работам, основные теоретические сведения и предназначены для оказания помощи студентам в технически грамотном выполнении этих заданий, выборе необходимой для изучения учебной и специальной технической литературы.

Выполнение курсовой работы обязывает студента повторить некоторые разделы высшей математики (''Функции комплексной переменной'', ''Дифференциальное и интегральное исчисление'').

Курсовые работы состоят из трех заданий, каждое из заданий рассчитано на выполнение в течение одного месяца. По истечению месяца отведенного на выполнение задания студент отчитывается преподавателю и получает зачетную оценку. Результирующая оценка по курсовой работе определяется как арифметическое среднее по каждому из заданий.

Задание 1. Исследование частотных характеристик САУ и ее устойчивости

На примере автоматической системы регулирования режимом одного из промышленных объектов заданы: структурная схема САУ (примерный набор схем представлен на рис. 1), передаточные функции звеньев, входящих в систему (таблица 1), цифровые данные, характеризующие параметры каждого звена (таблица 1). Требуется:

1. Составить передаточные функции замкнутой и разомкнутой САУ.

2. Составить дифференциальное уравнение замкнутой САУ.

3. Составить дифференциальное уравнение разомкнутой САУ.

4. Построить АХЧ, ФЧХ, АФЧХ, ЛАЧХ, ЛФЧХ системы в разомкнутом состоянии.

5. Построить АХЧ, ФЧХ, АФЧХ, ЛАЧХ, ЛФЧХ системы в замкнутом состоянии.

6. Построить вещественную и мнимую частотные характеристики замкнутой системы.

7. Построить вещественную и мнимую частотные характеристики разомкнутой системы.

8. Исследовать устойчивость системы в разомкнутом состоянии по критерию Гурвица.

9. Исследовать устойчивость системы в замкнутом состоянии по критерию Гурвица.

10. Исследовать устойчивость системы в разомкнутом состоянии по критерию Михайлова.

11. Исследовать устойчивость системы в замкнутом состоянии по критерию Михайлова.

12. Исследовать устойчивость системы в замкнутом состоянии по критерию Найквиста.

13. Определить запасы устойчивости замкнутой системы по годографу Найквиста.

14. Определить запасы устойчивости замкнутой системы по ЛЧХ.

Номера вопросов, подлежащих исследованию для соответствующих вариантов задания, приведены в таблице 1.

Таблица 1