Синтез позиционной САУ методом модального управления

Синтез позиционной САУ методом модального управления. 3

Структурная схема и расчет ЗИ для позиционных САУ. 5

Синтез позиционных САУ методом последовательной оптимизации контуров. Расчет регулятора положения. 7

Расчет коэффициентов усиления исходя из заданного значения добротности. 9

Синтез следящей САУ методом последовательной оптимизации контуров. 11

6. Блок – схема управляющего устройства следящей САУ. 13

Синтез следящей САУ методом модального управления. 15

Комбинированная позиционная САУ(позиционные с переменной структурой) 17

Позиционная САУ с переменной структурой. 19

Дискретные САУ. 21

Дискретное преобразование Лапласса, Z-преобраз, D-преобразования 25

Основные свойства дискретного преобразования Лапласа. 26

Передаточная функция одноконтурной импульсной САУ. 27

Передаточная функция двухконтурной импульсной САУ. 28

Переход от непрерывной передаточной функции к дискретной. 29

Устойчивость импульсных САУ. 30

Критерий устойчивости Шур-кона. 31

Частотный критерий Найквиста. 32

Синтез ЦУУ. Алгоритм синтеза при полностью измер. коорд.. Объект в непрерывной системе. 33

Расчет динамических характеристик импульсных САУ. 36

Синтез последовательного дискретного корректирующего устройства. 39

АЛГОРИТМ РЕАЛИЗАЦИИ ДИСКРЕТНОГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА НА ЭВМ.. 41

СИНТЕЗ НЕПРЕРЫВНОГО ПОСЛЕДУЮЩЕГО КОРРЕКТИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА.. 43

Нелинейные САУ. метод гармонической линеаризации. 44

Аналитический метод определения автоколебаний для систем с однозначной нелинейностью.. 47

Метод Гольдфорба или графо-аналитический метод определения амплитуды автоколебаний. 52

Вынужденные колебания в не линейных САУ. 55

Система экстремального управления (СЭУ) 57

Принципы построения систем экстремального управления. 59

СЭУ с непрерывным поиском сигнала. 61

Динамика систем экстремального управления. 62

Системы оптимальные по быстродействию (СОПБ) 64

Оптимальные по быстродействию траектории движения. 66

Построение замкнутых систем оптимальных по быстродействию. 68

Квазиоптимальное управление. 73

Самонастраивающаяся система управления. Принципы построения самонастраивающихся САУ. Адаптивное управление.. 75

Синтез позиционной САУ методом модального управления

Структурная схема системы:

ПФ ЗИ (служит для формирования требуемых динамических характеристик по задающему возбуждению).

Положительные сигналы по производной от с коэффициентами служат для увеличения быстродействия системы (для более качественной отработки выходного сигнала ЗИ).

На основании теоремы Виетта:

Приравняем коэффициенты при одинаковых степенях р:

По этим же формулам находятся коэффициенты ОС и для следящей САУ. Для увеличения быстродействия системы (более качественной отработки сигнала) с выхода ЗИ на вход системы вводятся производные выходного сигнала с коэффициентами Они рассчитываются из условия компенсации полюсов ПФ, расположенных ближе к мнимой оси І_м. Условие компенсации полюсов записывается следующим образом:

Определим, насколько увеличится быстродействие при компенсации полюсов

2. Структурная схема и расчет ЗИ для позиционных САУ

Если ;

Если

НЭ служит для того, чтобы большие перемещения отрабатывались без перерегулирования, а малые – без дотягивания. Рассмотрим отработку большого перемещения:

При подаче задающего сигнала U_з, соответствующего большим перемещениям, НЭ входит в зону насыщения. В момент времени t₁, соответствующее времени пуска ЭД, сигнал U_ω становится равным сигналу U_м.

U_ω(t₁)= U_м; U_ω( )= U_м;

На входе РЭ будет сигнал равный 0. РЭ переходит в неустойчивый автоколебательный режим работы. В момент t₂, когда оставшийся путь равен тормозному, сигнал . НЭ в течение t₂ выходит из зоны насыщения . Сигнал на выходе РЭ станет отрицательным.

Определим коэффициент усиления НЭ.

Торможение начинается при

3. Синтез позиционных САУ методом последовательной оптимизации контуров. Расчет регулятора положения

Структурная схема системы имеет такой же вид, как для следящей системы. Причем регулятор тока, статический и астатический регуляторы скорости рассчитываются по тем же формулам, что и для следящей системы.

Отличие от следящей системы заключается в регуляторе положения, для которого регулятор положения линейный, то есть к_рп=const. Если принять для позиционной системы РП линейным и рассчитать к_рпиз условия отработки малых перемещений, то большие перемещения будут отрабатываться с перерегулированием.

Малое перемещение – ЭД не выходит на участок установившейся скорости перемещения. Тахограмма имеет треугольный вид.

Большое – ЭД выходит на участок установившейся скорости перемещения.

Малое перемещение не допускает перерегулирования. Если рассчитывать к_рпс большим перемещением, то торможение будет происходить с дотягиванием (то есть торможение будет начинаться раньше).

Наличие участка дотягивания приводит к увеличению времени отработки (к снижению производительности установки).

Определим вид криволинейности:

Контур положения

В момент начла торможения сигнал на входе РП изменить знак.

Если принять, что скорость при торможении изменяется по линейному закону, то ; t_T– время торможения;

;

должен меняться в зависимости от (РП нелинейный).

Сигнал задания на входе РСА

РП может быть реализован путем кусочно-линейной аппроксимации.