МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматики и промышленной электроники
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К курсовому проекту на тему: “ Построение информационно-управляющей
системы с элементами искусственного интеллекта.”
По дисциплине: “Элементы систем автоматического контроля и
управления.”
Проектировал:студент группы ПЭЗ-51 Симоненко А.В.
Проверил: Володченко
Г.С.
Сумы 2000 г.
СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ.
1. Построение информационной управляющей системы с элементами
самонастройки.
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ и нескорректированной
системы
1.3. Построение желаемых ЛАЧХ и ФЧХ скорректированной квазистационарной
системы.
1.4. Построение ЛАЧХ корректирующего звена системы.
2.СИНТЕЗ ИНФОРМАЦИОННО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ
НЕСТАЦИОНАРНОГО ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Выбор метода синтеза системы.
2.2. Поиск минимизированного функционала качества.
3.ПОСТРОЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ
ОБЪЕКТОМ.
3.1. Синтез адаптивной системы управления нестационарным объектом с
элементами искусственного интеллекта.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
При современном уровне развития науки и техники все большее
распространение получают информационно-управляющие системы с элементами
искусственного интеллекта на производстве, в быту, военной технике, а также
там , где присутствие человека невозможно.Их особенностью является наличие
в самой системе подсистем анализа и контроля состояния как самой системы
управления так и состояния объекта управления с целью своевременного
принятия решения и реагирования на внешние воздействия и изменения в самой
системе.
Системы автоматического контроля и управления должны обеспечить
требуемую точность регулирования и устойчивость работы в широком диапазоне
изменения параметров.
Если раньше теория автоматического управления носила в основном
линейный и детерминированный характер, решаемость теоретических задач
определялась простотой решения, которое стремились получить в виде
замкнутой конечной формы, то в настоящее время решающее значение
приобретает четкая аналитическая формулировка алгоритма решения задачи и
реализация его с помощью ЭВМ.
1.СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫМ ОБЪЕКТОМ
1.1Построение информационной управляющей системы с элементами
Для нестационарного динамического объекта управления, поведение
которого описывается нестационарными дифференциальными уравнениями
вида (1.1):
[pic]
[pic][pic]введем условие квазистационарности на интервале
[pic] (1.2)
[pic] (1.3)
Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний,
разрешив систему (1.1) относительно старшей производной:
[pic][pic] (1.4)
Полученная система уравнений описывает структуру объекта управления в
пространстве состояний. Соответствующая структурная схема представлена на
рисунке 1.
Рис.1
Представим схему переменных состояний в форме Коши. Для этого
введем переобозначение через z.
Пусть (1.5) :
Система (1.5)-математическая модель объекта управления в форме
Коши. Представим (1.5) в векторной форме:
[pic] (1.6)
где
[pic] вектор состояний (1.7)
[pic] производная вектора состояний (1.8)
[pic] динамическая матрица о/у (1.9)
[pic] матрица управления о/у (1.10)
[pic] вектор управляющих воздействий (1.11)
[pic] матрица измерений (1.12)
Определяем переходную матрицу состояний в виде:
Находим передаточные функции звеньев системы управления, для чего
представляем систему дифференциальных уравнений (1.1) в операторной форме:
(1.13)
(1.14)
Вынесем общий множитель за скобки
[pic] (1.15)
Передаточная функция первого звена
тогда
[pic] (1.16)
Подставляем численные значения (см.т/з):
[pic] [pic]
Передаточная функция второго звена:
[pic] (1.17)
Подставляем численные значения:
Используя заданный коэффициент ошибки по скорости, находим требуемый
коэффициент усиления на низких частотах:
(1.18)
Для обеспечения требуемого коэффициента усиления вводим пропорциональное
звено с коэффициентом усиления [pic], равным
Передаточная функция системы численно равна:
[pic] (1.19)
2. Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы.
Заменив в выражении (1.19) [pic] , получим комплексную амплитудно-
фазочастотную функцию разомкнутой системы:
[pic] (1.20)
Представим (1.20) в экспоненциальной форме:
[pic] (1.21)
Здесь
[pic] (1.22)
[pic] (1.23)
Логарифмируем выражение (1.22):
(1.24)
Слагаемые [pic] на частотах
[pic] равны нулю, а на частотах [pic]принимают значения [pic].
Соответственно, тогда логарифмическая амплитудно-частотная
характеристика определяется выражением:
(1.25)
Определим частоты сопряжения:
(1.26)
Для построения логарифмических частотных характеристик выбираем
следующие масштабы:
-одна декада по оси абсцисс-10 см;
-10 дб по оси ординат-2 см;
-90° по оси ординат-4.5 см.
В этих масштабах откладываем:
-по оси частот-сопрягающие частоты;
-по оси ординат-значение [pic][pic]
Через точку [pic] проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты
сопряжения[pic]
на частоте [pic] сопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по
отношению к предыдущей прямой .Эта прямая проводится до частоты сопряжения
на частоте [pic] сопрягается третья прямая с наклоном -20 дб/дек по
отношению ко второй прямой.
Третья прямая проводится до частоты сопряжения
Полученная таким образом ломаная кривая представляет собой ЛАЧХ
разомкнутой нескорректированной квазистационарной системы, первая прямая
проходит с наклоном к оси частот-40 дб/дек;вторая-20 дб/дек;третья0 дб/дек;
четвертая-20 дб/дек.
Фазочастотная характеристика нескорректированной разомкнутой системы
строится в тех же координатах согласно выражения (1.24) , где
-первое слагаемое [pic] -это прямая, проходящая параллельно оси частот
на расстоянии [pic] ;
-второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах
сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к [pic] ,
а при
Алгебраическая сумма ординат всех четырех характеристик дает
фазочастотную характеристику нескорректированной разомкнутой системы..
Для определения запасов устойчивости не скорректированной системы по
амплитуде и по фазе необходимо:
-точку пересечения суммарной ФЧХ с линией [pic] спроектировать на ЛАЧХ,
тогда расстояние проекции этой точки до оси частот будет величиной запаса
устойчивости по амплитуде в дб. Если же проекция этой точки окажется выше
оси частот, то запаса устойчивости по амплитуде нет.
-проекция частоты среза на суммарную ФЧХ относительно линии [pic]
определяет величину запаса устойчивости по фазе в градусах, если проекция
точки находится выше линии [pic].
Произведенные построения показывают, что рассматриваемая система
неустойчива как по амплитуде, так и по фазе. С целью достижения заданных
показателей качества строим корректирующее звено.
1.3.1. Определяется частота среза.
[pic] (1.27)
где [pic]-время регулирования квазистационарной системы, т.е. один из
заданных в условии показателей качества;
[pic] -коэффициент, зависящий от величины перерегулирования
[pic] , определяемый по графику зависимости [1],
1.3.2. Через точку [pic] проводится участок ЛАЧХ на средних частотах с
наклоном –20дб/дек.
1.3.3. Определяются сопрягающие частоты [pic]
[pic](1.28)
[pic] (1.29)
Страницы: 1, 2
