ЗАДАНИЕ

На курсовую работу по теме:

«Динамический синтез и исследование цифровой системы управления»

Цель работы: Практическое применение методов теории ДСУ для решения задач динамического синтеза и анализа цифровых систем управления (ЦСУ).

Исходные данные.  Структурная схема рассматриваемой ЦСУ, показана на рисунке 1., где УВУ – управляющее вычислительное устройство, выполняющее функции измерителя отклонения е и корректирующего блока, НЧ – непрерывная часть (в составе ЦСУ) с заданной передаточной функцией W0(P).


                T0

y*(t)  ϴ (t)  y (t)

Рисунок 1

Для ЦСУ задан аналоговый прототип (эталон) в виде непрерывной САР с передаточной функцией разомкнутого контура W(p) = Wk(p)W0(p), где Wk(p)  - передаточная функция (ПФ) непрерывного последовательного корректирующего звена: , а .

Значения параметров ПФ равны: K=100c-1, T1=0.636c, T2=0.175c, T3=0.014c

Вопросы, подлежащие проработке и исследованию:

Для заданной ЦСУ описать назначение каждого блока. Получить (с комментариями) расчетную схему ЦСУ в виде структурной схемы с ЕООС. Исследовать аналоговую (непрерывную) систему-прототип: найти частоту среза щср, запас устойчивости по фазе цзап, график переходной функции h(t), определить прямые (у%, tp), частотные (М) и корневые (з, м) показатели качества переходного процесса. По методу аналогового прототипа определить величину шага дискретности по времени T0, которая соответствует 10% - ному уменьшению (относительно системы-прототипа) запаса устойчивости по фазе ЦСУ. Применяя правила трапеций для дискретной аппроксимации непрерывного интегратора, получить передаточные функции ЦКУ Wцку(z) и Wцку(u). Исследовать динамические свойства ЦКУ и скорректированной ЦСУ: Для полученного ЦКУ с передаточной функцией Wцку(z) построить графики переходной и весовой функций; АЧХ М*(щ) при щ ϵ [0,4р/T0] и асимптотические псевдочастотные ЛАХ. Записать уравнения состояния (в любой канонической форме) и разностные уравнения «вход-выход» ЦКУ в форме оператора прямых обратных разностей, а также в форме удобной для программирования; Составить блок-схему программы работы МП УВУ (с комментариями для каждого блока). Получить передаточные функции W(z) и W(u) для разомкнутой ЦСУ. Исследовать устойчивость замкнутой системы любым алгебраическим методом и с помощью критерия Михайлова в двух его модификациях (для псевдочастоты  л и для частоты щ). Построить ЛПЧХ для разомкнутой ЦСУ, совместив их на одном рисунке с ЛЧХ системы-прототипа. Определить запасы устойчивости Lзап и цзап для ЦСУ и сравнить их с аналогичными запасами непрерывной САР. По Lзап определить граничное значение для коэффициента К. Определить значение показателя колебательности М для ЦСУ и корневые показатели качества з, м. Сравнить их все с аналогичными показателями непрерывной системы-прототипа. Получить график переходной функции ЦСУ и сравнить его (на одном рисунке!) с графиком h(t) непрерывной системы. Сравнить прямые показатели качества ЦСУ и непрерывной системы. Исследовать влияние изменений расчетного значения T0 (при этом коэффициенты Wцку(z) изменяются!) на запасы устойчивости ЦСУ; на величины показателя колебательности М и перерегулирования у%. Сравнить их со значениями показателей качества непрерывной системы-прототипа. Исследовать влияние изменений фактического значения T0 (при этом коэффициенты Wцку(z) остаются постоянными!) на вид переходной функции ЦСУ и на показатели качества у%, tp. Оценить возможность использования непрерывной модели ЦСУ (со звеном запаздыванием на время ф = 0.5Т0) для исследования свойств ЦСУ при увеличении расчетного значения T0.
Пояснительная записка к курсовой работе должна быть оформлена в соответствии с требованиями СТО ЮУрГУ 04-2008. Рекомендуемые программные средства: а) Пакет VisSim; б) Пакет MathCad.