Методические указания к курсовой работе Лысьва, 2009 (стр. 1 из 3)
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский государственный технический университет
Лысьвенский филиал
ТЕОРИЯ автоматического УПРАВЛЕНИЯ
методические указания к курсовой работе
Лысьва, 2009
Составитель доцент В.Г. Лопатин
УДК 681.5(075.8)
Т 47
Теория автоматического управления: Метод. указания к курс. работе
/ сост. В.Г. Лопатин; Лысьвенский филиал Пермского государственного технического университета. Лысьва, 2009, 20 с.
Рецензенты: канд. техн. наук Н.В. Андриевская
доктор техн. наук В.П. Казанцев
| © Пермский государственный технический университет, 2009 |
ВВЕДЕНИЕ
Предполагается, что к моменту начала выполнения курсовой работы студент твердо усвоил необходимые теоретические знания. Консультации руководителя курсовой работы служат для текущего контроля выполнения расчетов и, при необходимости, их коррекции.
Цель выполнения работы: углубление знаний основных разделов ТАУ, ознакомление с методами исследования и проектирования систем автоматического управления (САУ) с заданными параметрами и получение практических навыков автоматизированного проектирования и исследования систем регулирования с применением персональных компьютеров.
Задачи, решаемые в процессе выполнения курсовой работы:
- ознакомление с математическим описанием систем управления;
- изучение процедуры синтеза систем регулирования, базирующейся на принципах подчиненного регулирования координат;
- получение практических навыков проектирования типовых структур управления;
- получение практических навыков работы с компьютерной системой автоматизированного проектирования и исследования объектами управления.
Порядок выполнения курсовой работы:
- ознакомление с заданием на курсовую работу (вариант задает преподаватель);
- ознакомление с математическим описанием и процедурой синтеза САУ;
- преобразование структурной схемы и определение передаточной функции разомкнутой системы, определение устойчивости системы по характеристикам, построенным с использованием пакета Matlab.
В методических указаниях кроме задания и примера выполнения, дается небольшой объем теоретического материала, способствующего наиболее быстрому вхождению в курс решаемых вопросов, однако наличие этого материала не исключает пользование справочной, научной и учебной литературой.
Курсовые работы выполняются в соответствии с требованиями, сформированными на основании ГОСТ 7.32 – 2001, и сопровождаются ясным текстом, поясняющими рисунками и схемами. Небрежно выполненные работы не принимаются.
Курсовые работы сдаются преподавателю для оценки не позднее, чем за месяц до экзаменов.
Окончательная оценка выставляется после защиты курсовой работы.
Все рисунки и графики выполняются четко на миллиметровой бумаге или на листах формата А4 с использованием прикладного программного обеспечения.
1. Методические указания по выполнению курсовой работы
По заданной системе дифференциальных уравнений, описывающих работу САУ необходимо:
1. Составить структурную схему САУ;
2. Найти передаточную функцию разомкнутой системы на основе использования правил структурных преобразований
;3. Построить асимптотическую ЛАЧХ, ЛФЧХ и АФХ разомкнутой САУ;
4. Определить устойчивость замкнутой САУ; найти предельный коэффициент усиления;
5. Определить статическую и кинетическую ошибки замкнутой системы.
6. Сделать выводы о результатах проделанной работы.
Для определения передаточной функции разомкнутой системы, структурную схему, составленную на основе заданной системы дифференциальных уравнений, следует привести к одноконтурной системе (к виду аналогичному, представленному на рис. 2, г).
Если САУ при заданном коэффициенте усиления окажется неустойчивой, то статическую и кинетическую ошибки следует определять для системы с коэффициентом усиления в 2 раза меньше предельного.
К оформлению расчетного задания предъявляются следующие требования:
1) На титульном листе указываются: тема расчетного задания, номер варианта, фамилия и инициалы студента и преподавателя, год выполнения (см. пример оформления на последней странице).
2) Выполненная курсовая работа оформляется на отдельных листах формата А4.
- Поля: сверху, снизу, слева – 20 мм, справа – 10 мм.
- Межстрочный интервал в тексте – 1,5.
- Межстрочный интервал в заголовке (если больше 1 строки) – 1,0. Интервал после заголовка 12 пт.
- По тексту работы установить интервал «перед» и «после» – 0 пт.
- Шрифт – Times New Roman, 14 пт., обычный. Подчеркивание в тексте не допускается.
- Отступ –1,25. Использовать клавиши «Tab» и «Enter».
- Не допускается повышенная разряженность в последней строке абзаца. Для исключения этой ошибки следует использовать клавишу «Enter».
- Нумерация страниц – по центру снизу.
- Расположение текста на странице – по ширине.
- Расположение заголовков – по центру.
- Полужирное выделение допускается для заголовков и, в порядке исключения, для ключевых понятий в тексте. Таковых на 1 странице не должно быть больше 4-5.
- Любые сокращения или аббревиатуры сначала должны быть полностью названы и обозначены. Только после этого ими можно пользоваться в тексте работы.
- Названия рисунка пишется снизу рисунка. Расположение названия – по центру. Для названия рисунка использовать шрифт «курсив». Текст в оформляется шрифтом 12. Нумерация рисунков – сквозная.
- Название таблицы пишется сверху таблицы. Расположение названия – справа. Для названия таблиц использовать шрифт «курсив». Текст в таблицах оформляется шрифтом 12 с межстрочным интервалом – одинарный. Нумерация таблиц – сквозная.
- Каждый новый раздел (но не параграф!!!) следует начинать с новой страницы.
- Не допускать пустых!!! листов в тексте, когда на странице всего 2-3 строки. В этом случае нужно отредактировать текст таким образом, чтобы исключить эту ситуацию. Последний лист раздела должен быть заполнен, минимум, на 50÷75%.
При использовании литературы должна быть дана ссылка на литературный источник, откуда она взята.
3) Рисунки должны выполняются с помощью прикладных программ, а если вручную, то линеек, лекал и могут располагаться как по тексту, так и в конце. Рисунки должны иметь сквозную нумерацию со ссылками в тексте.
2. Пример выполнения курсовой работы
Работа системы автоматического управления задана системой дифференциальных уравнений:
Решение
1. Составим структурную схему САУ. Перепишем в операторной форме исходную систему дифференциальных уравнений, приняв начальные условия нулевыми:
Полученной схеме уравнений соответствует структурная схема, представленная на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема САУ
Рис. 2 а. Преобразование исходной схемы САУ. 1-й этап
Рис. 2 б. Преобразование исходной схемы САУ. 2-й этап
Рис. 2 в. Преобразование исходной схемы САУ. 3-й этап
Рис. 2 г. Преобразование исходной схемы САУ. 4-й этап
2. Для нахождения передаточной функции системы
преобразуем структурную схему САУ, изображенную на рис. 1. Для этого используем известные правила структурных преобразований. Последовательность преобразований показана (рис. 2, а, б, в, г). Затем разорвем обратную связь. Тогда искомая передаточная функция разомкнутой системы будет равна: 
После подстановки в выражение WP(p) численных значений параметров, получим:
(1)Затем в числителе желательно получить коэффициент при р0 равным единице. Для этого вынесем значение 2,4 за скобки.
Решим полученное в числителе квадратное уравнение в скобках
Выполним замену х → р, т.к. в передаточной функции используется параметр р, и, исходя из соотношения
найдем 
Для получения в передаточной функции числителя коэффициента при р0 равного единице с тем чтобы с = 1 преобразуем числитель следующим образом: