|
|
|
Построение информационно-управляющей системы с элементами искусственного интеллекта |
|
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.
1.1 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.
ВВЕДЕНИЕ.
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 самонастройки.
Для нестационарного динамического объекта управления, поведение которого описывается нестационарными дифференциальными уравнениями вида (1.1):
введем условие квазистационарности на интервале
(1.2)
(1.3)
Для решения задачи представим объект управления в пространстве состояний, разрешив систему (1.1) относительно старшей производной:
(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:
(1.6)
где
вектор состояний (1.7)
производная вектора состояний (1.8)
динамическая матрица о/у (1.9)
матрица
управления о/у (1.10)
вектор управляющих воздействий (1.11)
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
(1.15)
Передаточная функция первого звена
где
тогда
(1.16)
Подставляем численные значения (см.т/з):
Передаточная функция второго звена:
где
тогда
(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 , равным
Передаточная функция системы численно равна:
(1.19)
1.2 Построение логарифмических АЧХ и ФЧХ нескорректированной системы.
Заменив в выражении (1.19) , получим комплексную амплитудно-фазочастотную функцию разомкнутой системы:
(1.20)
Представим (1.20) в экспоненциальной форме:
(1.21)
Здесь
(1.22)
(1.23)
Логарифмируем выражение (1.22):
(1.24)
Слагаемые на частотах
равны нулю, а на частотах принимают значения .
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
Через точку проводим прямую с наклоном -40 дб/дек, до частоты сопряжения
на частоте сопрягается следующая прямая с наклоном -20 дб/дек по отношению к предыдущей прямой .Эта прямая проводится до частоты сопряжения
на частоте 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 -это прямая, проходящая параллельно оси частот на расстоянии ;
-второе-четвертое слагаемые-тангенсоиды с точками перегиба на частотах сопряжения; в области высоких частот асимптотически приближаются к , 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 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 определяет величину
1 2 3
|
|
|
|
 |
НА САЙТЕ: |
 |
, ,
|
|
