АВТОМАТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ РОБОТОТЕХНИКА и МАШИН
Методические советы к независимой работе для студентов профессии 1-36 11 01 «Подъемно-транспортные, строительные, оборудование и дорожные машины»
Могилев 2017
УДК 629.113
ББК 38.623
А22
Рекомендовано к опубликованию
учебно-методическим управлением
ГУ ВПО «Российско-Белорусский университет»
Одобрено кафедрой ТТМ ___________ протокол № _____
Составитель канд. техн. наук, доц. Г. Л. Антипенко
Критик
Методические советы к независимой работе по курсу «Автоматика, автоматизация робототехника и машин» для студентов профессии 1-36 11 01 «Подъемно-транспортные, строительные, оборудование и дорожные машины»
Учебное издание
АВТОМАТИКА, АВТОМАТИЗАЦИЯ РОБОТОТЕХНИКА и МАШИН
Важный за выпуск И. В. Лесковец
Технический редактор А. Т. Червинская
Компьютерная верстка Н. П. Полевничая
Подписано в печать Формат 60х84 Бумага офсетная. Гарнитура Таймс Печать трафаретная Усл. печ. л. Уч.-изд.л. Тираж 50 экз. Заказ №
полиграфическое исполнение и Издатель
Национальное учреждение высшего профобразования
«Российско-Белорусский университет»
ЛИ № 02330/375 от 29.06.2004 г.
212005, г. Могилев, пр. Мира, 43
© ГУ ВПО «Российско-Белорусский
университет», 2017
Неспециализированные указания
Сложность задач, стоящих перед разработчиками новой техники и разработок, вызванных необходимостью создания более идеальной и конкурентоспособной продукции при минимальных издержках производства, требует все более широкой автоматизации объектов и производственных процессов во всех областях материального производства. Успешное ответ этих задач было бы не под силу лишь экспертам по автоматике. Исходя из этого на данный момент каждому инженеру необходимы знания по главным вопросам проектирования и теории автоматических устройств, применительно к той отрасли производства, в которой он будет трудиться. Он обязан кроме этого знать базы микропроцессорной особенности и техники робототехнических комплексов. Уровень этих знаний есть ответственным показателем квалификации инженера. Соответствующие знания будущие эксперты приобретают при изучении дисциплины «Автоматика, автоматизация робототехника и машин».
Целью данной дисциплины есть овладение будущими экспертами способами изучений, правилами создания, анализа и систем автоматизации и практического использования средств подъемно-транспортных, строительных, дорожных оборудования и машин, действенного робототехнических систем и применения роботов разных классов.
Методические советы содержат варианты задач по анализу на устойчивость некоей совокупности автоматического регулирования (САУ), складывающейся из объекта регулирования, представленного в виде комплекта типовых динамических звеньев, соединенных между собой в некотором роде, и И-регулятора.
Для решения поставленной задачи нужно сначала упростить объект регулирования, заменяя последовательное, параллельное и встречно-параллельное соединение звеньев емкостей А и В одним звеном, а после этого, установив перед объектом И-регулятор и охватив его отрицательной обратной связью, отыскать передаточную функцию САУ. Выделив из нее характеристическое уравнение и применяя критерий устойчивости Гурвица, выяснить диапазон трансформации параметра настройки регулятора, при котором обеспечивается бесперебойная работа САУ.
Анализ САУ и их элементов
Не обращая внимания на огромное разнообразие устройств, применяемых в САУ, математическое описаниеих динамических особенностей сводится к относительно маленькому числу интегро-дифференциальных уравнений. В случае, если коэффициенты постоянны, все переменные и их производные входят в уравнения в первой степени, то уравнения, обрисовывающие совокупность, будут линейными.
В статике отношение выходной величины у звена либо совокупности к входной величине x является коэффициентом передачи. График у = f(х), выстроенный на базе аналитической зависимости либо снятый экспериментально, представляет собой статическую чёрта.
направляться знать, что устройства и элементы, разные по конструкции и принципу действия, но обрисовываемые одним и тем же видом либо типом дифференциального уравнения, объединяются в типовые звенья САУ. Их всего шесть: усилительное, запаздывающее, апериодическое, колебательное, интегрирующее и дифференцирующее. Динамические особенности каждого типового звена описываются определенным типом дифференциального уравнения либо передаточной функции.
Понятие передаточной функции базируется на функциональном преобразовании Лапласа. Преобразование Лапласа преобразует функцию вещественного (настоящего) переменного (функцию времени) в функцию комплексного переменного. Такое преобразование превращает интегро-дифференциальные уравнения, обрисовывающие поведение САУ либо ее элементов, в алгебраические, что существенно упрощает ихрешение.
Таблица преобразований Лапласа для несложных функций имеет форму:
x(t) = X(p);
Aixi(t) = AiXi(p)
Adix(t)/dti =Api X(p), I = 1…n;
A?x(t)dt = AX(p)/p;
x(t-?) = e-p?X(p).
Пример 1. В случае, если имеется интегральный регулятор (И-регулятор), то он описывается интегральным уравнением вида:
В соответствии с таблицей преобразования Лапласа при нулевых начальных условиях возьмём его изображение в виде:
YR (р)=1/(TИ p ХR(р))
Преобразование Лапласа нужно для перехода от интегро-дифференциальных уравнений к передаточным функциям. Передаточная функция звена – это отношение изображения по Лапласу выходной величины Y(р) к входной Х(р) при нулевых начальных условиях:
.
Следовательно, передаточная функция И-регулятора будет иметь вид:
где ТИ – постоянная интегрирования — параметр настройки регулятора.