Задание на проектирование
Построить линейную автоматическую систему регулирования методами:
1. синтеза линейных систем автоматического управления с запаздыванием по критерию апериодической устойчивости.
2. синтеза линейных систем с применением логарифмических частотных характеристик для заданного объекта.
3. синтеза линейных систем автоматического управления методом внутренней модели.
Задание объекта:
Колебательное звено 
= 0,5, T= 15 мин
Задание исполнительного механизма:
Измерительная система:
Cодержание
Введение. 4
1 Аналитический обзор. 5
1.1. Использование критерия апериодической устойчивости для синтеза АСР стабилизации. 5
2.Синтез линейных систем с запаздыванием по критерию.. 7
апериодической устойчивости. 7
4 Выводы по работе. 17
Список используемой литературы.. 18
Введение
Целью курсового проекта является приобретение практических навыков проектирования АСР при помощи ПЭВМ:
1) Синтеза линейных систем с применением логарифмических частотных характеристик для заданного объекта.
2) Синтеза систем автоматического управления линейным стационарным динамическим объектом с запаздыванием по критерию апериодической устойчивости.
В данной работе рассматривается только второй метод. Его можно использовать для построения линейных автоматических систем регулирования с запаздыванием. Он позволяет получить решение в наиболее простой форме.
Критерий апериодической устойчивости требует, чтобы ближайшее к мнимой оси характеристическое число замкнутой системы находилось на действительной отрицательной полуоси и имело максимальную кратность. Это обеспечит в системе апериодический переходный процесс, обладающий минимальным временем регулирования среди всех возможных апериодических переходных процессов. Таким образом, синтез системы по этому критерию относится к классу корневых методов синтеза. Обобщением этого подхода является синтез системы по критерию максимальной степени устойчивости, который интенсивно развивается в последнее время. В отличие от критерия апериодической устойчивости здесь допускаются колебательные переходные процессы.
В данной работе рассматривается приближенный подход при котором ближайший к мнимой оси действительный корень характеристического уравнения в левой полуплоскости может не иметь максимальной возможной для данного объекта кратности. Не смотря на это, субоптимальное решение также позволяет получить апериодический переходный процесс, хотя последний не обладает минимальным временем регулирования. С другой стороны приближенный подход позволяет получить более простые формулы для передаточной функции ПИ и ПИД законов регулирования, чем те, которые получаются при использовании точных методов синтеза по критерию максимальной степени устойчивости. Использование этого критерия для синтеза системы управления позволяет получать как апериодические переходные процессы так и колебательные (при незначительном увеличении коэффициента передачи регулятора). Рассматриваемый метод синтеза выгодно отличается от традиционного подхода, связанного с использованием интегрального квадратичного критерия, который обычно дает решение в классе колебательных переходных процессов.
Процесс проектирования осуществляется при помощи машинных методов с использованием вычислительной техники. Это делает его наглядным и удобным.
Аналитический обзор
Использование критерия апериодической устойчивости для синтеза АСР стабилизации
Будем рассматривать передаточные функции объекта вида:
.(1)
Будем использовать для синтеза регулятора известную идею компенсации запаздывания, которая позволяет получить алгоритм управления на основании передаточной функции объекта, не содержащей запаздывания. Известные точные методы компенсации Смита и Ресвика требуют определенного задания величины запаздывания. При наличии неопределенности по величине запаздывания будем использовать простой метод приближенной компенсации, основанный на использовании корректирующего элемента 
, который для объекта чистого запаздывания 
позволяет обеспечить астатизм и максимальную степень устойчивости системы в соответствии с желаемым движением
, (2)
где 
- частота среза системы.
Введение этого корректирующего звена не обеспечивает полной компенсации так, чтобы знаменатель передаточной функции замкнутой системы не содержал запаздывания и оно там присутствует.
При синтезе вместо передаточной функции объекта (1) используется передаточная функция с единичным коэффициентом передачи без запаздывания вида
, (3)
содержащая корректирующий элемент . После такой компенсации синтез регулятора нельзя проводить, как в системе без запаздывания, поэтому при получении вспомогательного регулятора (на основании передаточной функции объекта без запаздывания) с передаточной функцией 
возникает дополнительное условие о примерном совпадении частоты среза синтезированной системы с частотой среза номинальной желаемой системы (2). При этом сама процедура синтеза регулятора становится приближенной, так как в (3) не входит запаздывание, которое в окрестности желаемой частоты среза 
вносит небольшой дополнительный сдвиг по фазе. Использование передаточной функции (3) без запаздывания позволяет говорить о наличии в системе компенсатора запаздывания так, что передаточная функция регулятора для объекта с запаздыванием и неединичным коэффициентом передачи окончательно вычисляется по формуле
. (4)
Передаточная функция вспомогательного регулятора 
не производит компенсации динамической части передаточной функции (1). Поэтому существует дополнительная составляющая движения, которая в принципе не позволяет реализовать желаемое движение (2). Такая задача и не ставится. Достаточно получить систему с заранее заданными свойствами. Это достигается при синтезе вспомогательного регулятора для объекта (3).