Разработка основной части курсовой работы

Основная часть обычно состоит из двух разделов: в первом содержатся теоретические основы темы; дается история вопроса, уровень разработанности вопроса темы в теории и практике посредством сравнительного анализа литературы.

В теоретической части рекомендуется излагать наиболее общие положения, касающиеся данной темы, а не вторгаться во все проблемы в глобальном масштабе. Теоретическая часть предполагает анализ объекта исследования и должна содержать ключевые понятия, историю вопроса, уровень разработанности проблемы в теории и практике. Излагая содержание публикаций других авторов, необходимо обязательно давать ссылки на них с указанием номеров страниц этих информационных источников.

Вторым разделом является практическая часть, которая должна носить сугубо прикладной характер. В ней необходимо описать конкретный объект исследования, привести результаты практических расчетов и направления их использования, а также сформулировать направления совершенствования. Для написания практической части, как правило, используются материалы, собранные Вами в ходе производственной практики.

В тех случаях, если Вы не располагаете такими материалами, теоретические положения курсовой работы следует иллюстрировать данными Госкомстата, центральной и местной периодической печати и т.д. Сбор материалов для данной главы не следует принимать как простой набор показателей за соответствующие плановые и отчетные периоды. Важно глубоко изучить наиболее существенные с точки зрения задач курсовой работы стороны и особенности.

Практическая часть должна состоять из глав:

1. Краткое описание заданного варианта системы, исходные данные, составление структурной схемы и выражений типовых передаточных функций системы.

Краткое описание заданной системы включает её функциональную схему. На структурной схеме системы выходной величиной следует считать регулируемую величину, что приводит в некоторых заданиях к неединичной главной обратной связи. Последнее следует учесть при составлении типовой передаточной функции замкнутой системы для режима стабилизации.

Составленную по заданным дифференциальным уравнениям структурную схему не следует преобразовывать. По этой схеме, используя правила определения передаточных функций для соединений звеньев, следует найти типовые передаточные функции: разомкнутой системы (в виде, пригодном для использования критерия Найквиста- т.е. по всему контуру главной обратной связи) и замкнутой системы для режимов программного управления и стабилизации.

Выражения типовых передаточных функций достаточно составить из обозначений передаточных функций элементов системы, например: W1(р), W2(р) и т.д. При этом передаточные функции, численно равные единице, можно не указывать на структурных схемах и далее не учитывать.

 

2. Исследование устойчивости нескорректированной системы по критерию Найквиста.

Исследование устойчивости замкнутой нескорректированной системы по критерию Найквиста начинается с анализа устойчивости разомкнутой системы по её характеристическому полиному, получаемому в виде произведения полиномов, степени не выше третьей. Для таких полиномов, отсутствие правых корней доказывается с помощью известных, необходимого и достаточного условий, алгебраических критериев (без вывода). При наличии правых корней их количество определяется по таблице Рауса. Если используются пакеты прикладных программ типа МАТНСАD или МАТLАВ, то можно для полиномов 3-го порядка найти непосредственно корни.

Расчёт частотных характеристик разомкнутой системы проводится по составленным выражениям с помощью любых вычислительных средств. Пакеты типа МАТНСАD или МАТLАВ значительно уменьшают трудоёмкость расчётов.

Построенные частотные характеристики дополняются по фазе "в бесконечности" с учётом количества нулевых корней характеристического полинома разомкнутой системы.

В заключение этого этапа работы выбирается необходимая формулировка критерия Найквиста и завершается анализ устойчивости замкнутой нескорректированной системы.

3. Определение предполагаемой или действительной области устойчивости скорректированной системы для одного или двух искомых параметров.

Определение предполагаемой области устойчивости для вариантов с одним искомым параметром следует проводить методом Д-разбиения плоскости одного комплексного параметра.

Расчёты кривой Д-разбиения по полученному выражению могут проводиться аналогично расчётам частотных характеристик.

Предполагаемая область устойчивости в плоскости двух искомых параметров может определяться следующими способами:

1) на основе Д-разбиения плоскости двух параметров (расчёты сложны и трудоёмки);

2) на основе расчёта и построения семейства частотных характеристик с использованием критерия Найквиста в тех случаях, когда один из искомых параметров является передаточным коэффициентом звена, включаемого последовательно в контур главной обратной связи (сложность расчётов уменьшается, но объём вычислений и построений значителен);

3) на основе алгебраического критерия устойчивости в случае системы низкого порядка

Для первого способа можно взять в качестве исходного условие прохождения амплитудно-фазовой частотной характеристики разомкнутой скорректированной системы в комплексной плоскости через точку "-1". Уравнение Wск(jω)=-1 решается относительно искомых параметров как функций частоты ω. Правила штриховки построенной кривой Д-разбиения описаны в книгах по теории автоматического управления. Штриховка позволяет определить предполагаемую область устойчивости.

Использование вычислительной техники требует самостоятельного программирования процедуры расчёта кривой Д-разбиения в плоскости двух искомых параметров.

4. Выбор величин искомых параметров по задан­ному критерию качества системы.

Выбор величин искомых параметров в предполагаемой области устойчивости может проводиться следующими способами:

1) по линиям постоянных запасов (ЛПЗ) Аз=const и φ3=const, построенным в области устойчивости (если эта область узкая и линии Азв=3 и Азн=З непригодны для выбора, то используется линия равных запасов Азв ' Азн); дополнительно необходимо учесть требования задания;

2) по найденным с помощью семейства частотных характеристик зависимостям запасов Аз, φ3 и частоты среза (или коэффициента усиления) от значений искомого параметра из предполагаемой области устойчивости (для вариантов с одним искомым параметром).

Расчёт ЛПЗ может проводиться путём решения уравнений, отражающих прохождение а.ф.х. Wск(jω)через точки, определяемые запасами устойчивости:

 

Wск(jω) = -1/Азв; Wск(jω) = -Азн;; Wск(jω)=- е^jφ3.

 

Эти уравнения решают так же, как указанное выше уравнение Wск(jω)=-1.

Другой способ получения ЛПЗ в плоскости двух искомых параметров, основанный на использовании семейства частотных характеристик, применяется в том случае, когда один из параметров - передаточный коэффициент К звена, включённого последовательно в цепь разомкнутой системы. В этом случае при расчётах ЛПЗ и первым, и вторым способом упрощается определение линий Аз=3 (или Азв' Азн), которые рассчитываются по найденным верхней и нижней границам области устойчивости:

Кв=(1/Азв) Ккр.в, Кн = Азн · Ккр.н

5. Расчет и построение логарифмических частотных характеристик скорректированной системы и контрольный анализ её устойчивости.

Частотные характеристики скорректированной системы и контрольный анализ устойчивости системы при выбранных значениях искомых параметров должны подтвердить предположение об области ус­тойчивости и выполнение требований критерия качества.

6. Определение временных и частотных показателей качества системы.

Временные показатели качества скорректированной системы определяются по переходной функции, которая рассчитывается любым известным способом. Неединичную главную обратную связь необходимо учитывать.

Частотные показатели качества определяются по частотным характеристикам разомкнутой системы (Аз, φ3, ωс) и по а.ч.х. замкнутой системы (показатель колебательности и резонансная частота).

 

Разработка заключения

Обращаем Ваше внимание, что по окончанию исследования подводятся итоги по теме. Заключение носит форму синтеза полученных в работе результатов. Его основное назначение - резюмировать содержание работы, подвести итоги проведенного исследования. В заключении излагаются полученные выводы и их соотношение с целью исследования, конкретными задачами, гипотезой, сформулированными во введении.

Проведенное исследование должно подтвердить или опровергнуть гипотезу исследования. В случае опровержения гипотезы даются рекомендации по возможному совершенствованию деятельности в свете исследуемой проблемы.