Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Томский политехнический университет»
______________________________________________________
УТВЕРЖДАЮ
Декан ТЭФ
___________ Г.В. Кузнецов
«___»_______ 2009 г.
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Методические указания по выполнению курсовой работы
для студентов специальности 220301 - ”Автоматизация технологических процессов и производств”
Томск 2009
УДК 681.511
Теория автоматического управления: Метод. указ. по выполн. курс. раб. для студентов специальности 220301.- Томск: Изд. ТПУ, 2009.– 12 с.
Составитель доц., канд. техн. наук В.С. Андык
Рецензент доц., канд. техн. наук В.В. Медведев
Методические указания рассмотрены и рекомендованы
к изданию методическим семинаром кафедры автомати-
зации теплоэнергетических процессов ТЭФ
” 22 ” января 2009 г.
Зав. кафедрой,
доц., канд. техн. наук _____________ В.С.Андык
Одобрено методической комиссией ТЭФ
Предс. метод. комиссии
доц., канд. техн. наук ________________ Воробьев А.В.
”____”__________2009 г.
1.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
В соответствии с учебным планом специальности 220301 курсовая работа выполняется в течение одного учебного семестра и является самостоятельной работой студента.
Цель работы состоит в закреплении теоретического материала и получении практических навыков параметрического синтеза промышленных систем регулирования. Тема работы: «Расчет одноконтурной автоматической системы регулирования».
2.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа состоит из пояснительной записки объемом в 20-30 страниц формата А4. Пояснительная записка должна включать:
- титульный лист;
- задание на курсовую работу;
- аннотацию;
- введение;
- основные разделы;
- заключение;
- список литературы;
- приложение (при необходимости);
- содержание.
В аннотации дается краткая характеристика выполненной работы и ее основные результаты.
Во введении в краткой форме приводятся актуальность и цель работы, постановка задачи, указываются методы решения и полученные результаты.
В основных разделах работы раскрывается порядок решения поставленных задач, приводятся решения (формулы, расчеты, таблицы, графики), пояснения, выводы.
В заключении делаются выводы о результатах проделанной работы, о возможных ее практических приложениях.
Список литературы должен содержать только цитируемые источники и быть составлен согласно СТП ТПУ-202-94.
В приложении помещаются материалы, которые при включении в основную часть текста пояснительной записки загромождают его. Ссылки на приложение (при его наличии) и на цитируемую литературу в основном тексте обязательны.
Содержание состоит из перечня разделов и подразделов пояснительной записки с указанием соответствующих их началу номеров страниц.
3.
ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
Задание на курсовую работу предусматривает.
Для системы регулирования (рис.3.1) выполнить:
· расчет и построение границы заданного запаса устойчивости АСР с ПИ- регулятором и объектом с передаточной функцией
одним из двух инженерных методов: корневым (с использованием РАФЧХ) или частотным по максимуму АЧХ замкнутой системы (метод В.Я. Ротача);
· определение оптимальных параметров настройки регулятора;
· расчет, построение и оценку качества переходного процесса в замкнутой АСР при возмущении f
, идущем по каналу регулирующего воздействия.
Параметры передаточной функции объекта, требования к запасу устойчивости системы, критерий оптимальной настройки приведены в таблице 3.1.
ТАБЛИЦА 3.1
| Номер вари- анта |
K
|
n
|
T
|
Y
|
I
|
Номер вари- анта |
K
|
n
|
T
|
Y
|
I
|
||||
| 1 |
0.8 |
1 |
20 |
0.75 |
I2
|
23 |
1.8 |
2 |
100 |
0.9 |
I2
|
||||
| 2 |
0.5 |
2 |
30 |
0.85 |
I2
|
24 |
1.0 |
1 |
40 |
0.75 |
I2
|
||||
| 3 |
1 |
3 |
100 |
0.95 |
I2
|
25 |
1.2 |
2 |
50 |
0.75 |
I2
|
||||
| 4 |
1.5 |
3 |
40 |
0.75 |
I1
|
26 |
1.3 |
3 |
60 |
0.75 |
I2
|
||||
| 5 |
2 |
3 |
50 |
0.75 |
I1
|
27 |
1.4 |
1 |
70 |
0.85 |
I1
|
||||
| 6 |
1.2 |
2 |
60 |
0.8 |
I1
|
28 |
1.5 |
2 |
80 |
0.85 |
I1
|
||||
| 7 |
1.5 |
2 |
70 |
0.9 |
I2
|
29 |
1.6 |
3 |
90 |
0.85 |
I1
|
||||
| 8 |
2 |
2 |
80 |
0.9 |
I1
|
30 |
1.7 |
3 |
100 |
0.9 |
I1
|
||||
| 9 |
0.5 |
1 |
90 |
0.9 |
I2
|
31 |
1.8 |
3 |
100 |
0.9 |
I2
|
||||
| 10 |
0.8 |
1 |
110 |
0.95 |
I1
|
32 |
1.9 |
1 |
100 |
0.9 |
I2
|
||||
| 11 |
0.6 |
1 |
40 |
0.75 |
I2
|
33 |
2.0 |
1 |
90 |
0.9 |
I1
|
||||
| 12 |
0.9 |
3 |
50 |
0.9 |
I2
|
34 |
0.5 |
2 |
90 |
0.95 |
I1
|
||||
| 13 |
1 |
3 |
60 |
0.95 |
I2
|
35 |
0.6 |
2 |
70 |
0.95 |
I2
|
||||
| 14 |
1.2 |
2 |
70 |
0.8 |
I1
|
36 |
0.7 |
2 |
70 |
0.75 |
I1
|
||||
| 15 |
1.5 |
2 |
80 |
0.8 |
I1
|
37
r /> |
0.8 |
3 |
70 |
0.75 |
I1
|
||||
| 16 |
2.0 |
2 |
90 |
0.8 |
I2
|
38 |
0.9 |
3 |
80 |
0.95 |
I2
|
||||
| 17 |
2.0 |
3 |
20 |
0.85 |
I2
|
39 |
1.0 |
3 |
80 |
0.95 |
I2
|
||||
| 18 |
0.8 |
3 |
30 |
0.9 |
I1
|
40 |
0.8 |
3 |
80 |
0.85 |
I2
|
||||
| 19 |
1.0 |
1 |
50 |
0.95 |
I2
|
41 |
1.1 |
2 |
60 |
0.85 |
I1
|
||||
| 20 |
1.4 |
1 |
70 |
0.75 |
I1
|
42 |
1.2 |
2 |
60 |
0.85 |
I1
|
||||
| 21 |
1.8 |
2 |
60 |
0.8 |
I1
|
43 |
1.3 |
2 |
40 |
0.9 |
I1
|
||||
| 22 |
2.0 |
2 |
30 |
0.8 |
I2
|
44 |
1.4 |
1 |
40 |
0.9 |
I2
|
||||
| t
|
|||||||||||||||
| Обозначения: K
t
Т
n
Y
I
|
|||||||||||||||
4. ЛИТЕРАТУРНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Материалы, необходимые для обзора и анализа методов расчета настройки регуляторов с типовыми законами регулирования, приведены в литературных источниках [1-11].
Расчет и построение границы заданного запаса устойчивости АСР на основе корневых оценок качества рассматриваются в [1], [2] (с.221-262), [3] (с.224-268), [4] (с.221-255).
Методы параметрического синтеза АСР при задании показателя колебательности М приведены в книгах [5] (с.136-144, 153-199), [6] (с.174-198). Идея метода синтеза АСР при М = 1 изложена в книге [9] (с.181-182, 197-198).
Порядок расчета, построения и оценки качества переходных процессов в АСР приводится в [4] (с.322-354), [12] (с.185-187, 214-231).
5.
ОФОРМЛЕНИЕ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
5.1. Пояснительная записка должна быть сброшюрована в папку под листы формата А4 по ГОСТ 2.30-68.
5.2. Текст пояснительной записки должен быть написан аккуратно от руки чернилами (пастой) одного цвета (черного, синего, фиолетового) на одной стороне листа белой бумаги А4 (210 х 297 мм) или отпечатан машинописным способом через 1.5 интервала. Допускается применение отдельных листов формата А3 (297 х 420 мм).
5.3. Титульный лист должен быть выполнен по ниже приведенному образцу. Перенос слов на титульном листе и в заголовках по тексту не допускается. Точка в конце заголовка не ставится.
5.4. Курсовым работам присваивается обозначение, состоящее из индекса работы
(КР - курсовая работа), кода учебного заведения по Общесоюзному классификатору предприятий и организаций (ОКПО), номера специальности, номера автора КР по списку группы, двух последних цифр - года выполнения работы.
Образец оформления
титульного листа
( СТП ТПУ-202-94 )
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Томский политехнический университет»
______________________________________________________
Теплоэнергетический факультет
Кафедра автоматизации теплоэнергетических процессов
Группа 6271
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине
«Теория автоматического управления»
РАСЧЕТ ОДНОКОНТУРНОЙ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ
КР-2069305-210200-18-98
(обозначение курсовой работы)
Руководитель работы
доцент, к.т.н. О.А. Петров
(должность, уч.степ., и.о. фамилия)
Студент
В.Н. Иванов
(и.о. фамилия)
2009 г.
5.5. Текст пояснительной записки следует оформлять с соблюдением следующих размеров полей: левое - 20 мм, правое - 10 мм, верхнее - 15 мм, нижнее - 20 мм.
5.6. Страницы пояснительной записки нумеруют арабскими цифрами. Титульный лист включают в общую нумерацию. На титульном листе номер не ставят, на последующих страницах номер проставляют в правом верхнем углу без выделения черточками.
5.7. В пояснительной записке следует использовать сокращение слов и словосочетаний по ГОСТ 7.12-77.
5.8. Распечатки с ЭВМ должны соответствовать формату А4. Распечатки включают в общую нумерацию страниц.
5.9. Текст основной части пояснительной записки делят на разделы, подразделы, пункты.
5.10. Заголовки разделов помещают симметрично тексту. Переносы слов в заголовках не допускаются. Точку в конце заголовка не ставят. Если заголовок состоит из двух предложений, их разделяют точкой.
5.11. Расстояние между заголовком и текстом должно быть не менее 15 мм. Подчеркивать заголовки не допускается.
5.12. Разделы основной части пояснительной записки должны иметь порядковую нумерацию в пределах всего отчета и обозначаться арабскими цифрами с точкой в конце. СОДЕРЖАНИЕ, АННОТАЦИЮ, ВВЕДЕНИЕ, ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ не нумеруют. Подразделы нумеруют арабскими цифрами в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номера раздела и порядкового номера подраздела, разделенных точкой. В конце номера подраздела должна быть точка, например, 2.3. - (третий подраздел второго раздела).
5.13. Иллюстрации (таблицы, чертежи, схемы, графики), которые расположены на отдельных страницах, включают в общую нумерацию страниц.
5.14. Иллюстрации (кроме таблиц) обозначают словом «Рис.» и нумеруют последовательно арабскими цифрами в пределах раздела. Номер иллюстрации должен состоять из номера раздела и порядкового номера иллюстрации, разделенных точкой, например, Рис.1.3. Номер иллюстрации помещают ниже поясняющей подписи.
5.15. Таблицы нумеруют последовательно арабскими цифрами в пределах раздела. В правом верхнем углу таблицы над соответствующим заголовком помещают надпись «Таблица» с указанием ее номера, который должен состоять из номера раздела и порядкового номера таблицы, разделенных точкой, например, Таблица 2.4.
5.16. Формулы в пояснительной записке нумеруют арабскими цифрами в пределах раздела. Номер формулы должен состоять из номера раздела и порядкового номера формулы в разделе, разделенных точкой. Номер формулы указывают с правой стороны листа в круглых скобках, например, (3.2).
5.17. Иллюстрации должны быть расположены так, чтобы их было удобно рассматривать без поворота пояснительной записки или с поворотом на 900
по часовой стрелке. Иллюстрации располагают после первой ссылки на них.
5.18. Иллюстрации должны иметь наименование. При необходимости иллюстрации снабжают поясняющими надписями. Наименование помещают над иллюстрацией, поясняющие данные под иллюстрацией, номер рисунка под поясняющими данными.
5.19. Ссылки в тексте на литературные источники следует выполнять указанием порядкового номера источника по списку источников, выделенного квадратными скобками, например, [5], [3,6,8].
5.20. Каждое приложение необходимо начинать с нового листа. Приложения нумеруют последовательно арабскими цифрами (без знака №), например, ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
5.21. Рисунки, таблицы и формулы, помещаемые в приложении, нумеруют арабскими цифрами в пределах каждого приложения, например, Рис.П.1.2; Таблица П.1.3 и т.д.
ЛИТЕРАТУРА
1. Андык В.С. Библиотека программ по расчету систем автоматического регулирования на программируемых микрокалькуляторах. Методические указания и программы к выполнению курсовых работ, курсовых и дипломных проектов для студентов специальности 210200. Томск: Изд. ТПИ, 1991.- 35 с.
2. Дудников Е.Г. Основы автоматического регулирования тепловых процессов. М.: ГЭИ, 1956.- 264 с.
3. Стефани Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов.- М.: ГЭИ, 1960.- 395 с.
4. Стефани Е.П. Основы расчета настройки регуляторов теплоэнергетических процессов. Изд. 2-е, перераб. М.: Энергия, 1972.- 376 с.
5. Ротач В.Я. Расчет настройки промышленных систем регулирования.- М.: ГЭИ, 1961.-344 с.
6. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования.- М.: Энергия, 1973.- 440 с.
7. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами: Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1985.- 296 с.
8. Методы расчета систем автоматического регулирования / Под ред. Волгина В.В. - 2-е изд.- М.: Изд. МЭИ, 1972.- 226 с.
9. Гурецкий Х. Анализ и синтез систем управления с запаздыванием.- М.: Машиностроение, 1974.- 328 с.
10. Клюев А.С., Лебедев А.Т., Новиков С.И. Наладка систем автоматического регулирования барабанных паровых котлов. - М.: Энергоатомиздат, 1985.- 280 с.
11. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования: Справочное пособие / А.С. Клюев, А.Т. Лебедев, С.А. Клюев, А.Г. Товарнов; под ред. А.С. Клюева. -2-е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1989.-368 с.
12. Теория автоматического управления: Учеб. для вузов по спец. «Автоматика и
телемеханика». В 2-х ч. Ч.1: Теория линейных систем автоматического управления/ Под ред. А.А. Воронова.-2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш. шк.,1986.-367 с.
13. Андык В.С. Теория автоматического управления: Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2000, 2004, 2005. – 108 с.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие положения ......................................................................................... 3
2. Структура и содержание курсовой работы ................................................. 3
3. Задание на курсовую работу ........................................................................ 4
4. Литературные источники по выполнению основных
разделов курсовой работы ........................................................................ 6
5. Оформление пояснительной записки ....................................................... 6
Литература ...................................................................................................... 10
ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Методические указания
Составитель Владимир Сергеевич Андык
Подписано к печати
Формат 60х84/16. Бумага №2.
Плоская печать. Усл.печ.л. Уч.-изд.л.
Тираж экз. Заказ № . Бесплатно.
ИПФ ТПУ. Лицензия ЛТ №1 от 18.07.94.
ТПУ. 634034, Томск, пр. Ленина, 30.