Синтез системы автоматического управления кистью руки Терминатора

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



bsp;

Т.о. имеем зависимость размера чувствительного элемента от его максимальной деформации (примем =0.02, что вполне достаточно для измерения заложенного в ТЗ давления) из которой b=10 мм. Данное число вполне укладывается в допустимые рамки для кремниевого материала.

 

 

4. Деление ЛСУ на изменяемую и неизменяемую части. Определение устойчивости

 

Элементная база САУ содержит следующие компоненты: ЭВМ, усилитель, ДПТ, редуктор, захват, датчик давления и датчик линейного перемещения.

ЭВМ относится к изменяемой части, т.к. замена этого устройства не внесет серьезных изменений в характеристики системы.

Усилитель относится к неизменяемой части, т.к. устройство является специализированным для выполнения конкретной задачи по управлению двигателем и имеет определенные технические характеристики, то его изменение может привести к серьезным изменениям характеристик всей системы.

ДПТ является неизменяемой частью, он выбран из множества двигателей, согласно мощности, однако изменение двигателя повлечет за собой серьезное изменение передаточной функции самого двигателя, а, следовательно, и всей системы в целом.

Редуктор относится к неизменяемой части, его технические характеристики согласованы с двигателем и механизмом захвата, а, следовательно, не могут быть изменены.

Захват относится к неизменяемой части, т.к. изготовлен с конструктивными параметрами, специально заточенными для данной системы.

Датчик линейных перемещений, относится к неизменяемой части, т.к. представляет собой устройство со свойственными только ему характеристиками.

Датчик давления, относится к неизменяемой части. Достаточно сложное устройство с точки зрения производства.

Найдем передаточную функцию системы с помощью программы MathCad.

Передаточная функция главной цепи:

 

(27)

 

Передаточная функция разомкнутой системы:

 

(28)

 

Корни характеристического уравнения

 

(29)

 

имеют вид -0,574; -500.

Известно, что при отрицательных вещественных частях характеристического уравнения система устойчива, следовательно, система WРС устойчива.

Годограф Найквиста для разомкнутой системы представлен на рисунке 5.

 

Рисунок 5 - Годограф Найквиста

 

Шаг сетки по вертикали и горизонтали одинаков. Аргументы отображаются без искажений

Передаточная функция замкнутой системы:

 

(30)

 

Нули характеристического уравнения имеют вид -0,799; -500.

Известно, что при отрицательных вещественных частях характеристического уравнения система устойчива, следовательно, система WЗС устойчива.

Построим переходный процесс САУ (рисунок 6). Для этого проведем обратное преобразование Лапласа от замкнутой передаточной функции САУ.

 

(31)

, (32)

 

Рисунок 6 - Переходный процесс системы

 

По полученному переходному процессу определим показатели качества САР:

1)Установившееся значение

уст=6.38961021

 

Тогда 5% интервал отклонения от установившегося значения будет соответствовать следующей величине.

 

 

2)Перерегулирование

 

(33)

 

) Время переходного процесса tп=3.68 с.

4)Время нарастания регулируемой величины tн=7.2 с.

5) Время первого согласования (время, когда регулируемая величина в первый раз достигает своего установившегося значения) t1=7.2 c.

6)Период колебаний Т=∞.

7)Частота колебаний .

)Колебательность (число колебаний за время колебательного процесса) n=0.

)Декремент затухания .

Определим косвенные оценки качества. Для этого построим амплитудно-частотную характеристику (рисунок 7).

 

Рисунок 7 - амплитудно-частотная характеристика САУ

 

) Резонансная частота (частота при которой АЧХ достигает своего максимального значения) ωР=0

) Показатель колебательности

.(34)

 

) Частота среза - частота, при которой АЧХ достигает значения, равного 1. Следовательно wср=10,2.

Приведем исходную аналоговую систему к дискретной, введением микропроцессора. Частота опроса датчика составляет 1000 раз в секунду (период составляет T=0.001). Данная величина обусловлена необходимой точностью позиционирования захвата. Этого можно достичь лишь путем своевременного оповещения исполнительного органа о текущем состоянии системы.

Проведем z-преобразование разомкнутой системы, для чего воспользуемся функциями пакета MathCad:

Передаточная функция разомкнутой системы имеет вид:

 

 

Запишем для каждой дроби соответствующее z-преобразование и умножим на при Т=0.001 с, получим:

 

(35)

 

Проведем z-преобразование замкнутой системы, для чего воспользуемся функциями пакета MathCad:

Передаточная функция замкнутой системы имеет вид:

 

 

Запишем для каждой дроби соответствующее z-преобразование и умножим на при Т=0.001 с, получим:

 

 

Определим устойчивость полученной импульсной системы по Критерию Шур - Кона. Для устойчивости импульсной системы необходимо, чтобы коэффициенты характеристического уравнения были положительны.

В нашем случае характеристическое уравнение имеет вид:

 

=0

 

В характеристическом уравнении не все коэффициенты положительны, следовательно, импульсная система неустойчива.

Построение переходной функции импульсной системы. Используя программу Mathсad и ур

s