Состав и объем курсовой работы
Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный
технологический университет»
Кафедра ИСУМиТМ
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Методические указания по выполнению курсовой работы
для студентов всех форм обучения направления 15.04.04
Автоматизация технологических процессов и производств
Краснодар
2020
Составитель: канд. техн. наук, доц. Ю.Е. Кичкарь
УДК 621.7: 681.5(076)
Математическое моделирование: методические указания по выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения направления 15.04.04 Автоматизация технологических процессов и производств/ Сост. Ю.Е. Кичкарь; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. ИСУМиТМ. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2021. – 29 с.
Приведены основные требования к оформлению текстовой и иллюстративной части курсовой работы и методические указания по её выполнения. Использованы компьютерные технологии, разработанные автором.
Ил. 2. Табл. 2. Библиогр.: 12 назв.
Печатается по решению методического совета ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»
Рецензенты:
Доцент кафедры СУ и ТК, канд. техн. наук А. В. Нестеров
Техн.директор ЗАО СКБАЛиМС, канд.техн. наук А.Е. Литвинов
© КубГТУ, 2021
Содержание
Введение…………………………………………………………………4
|
|
|
1 Нормативные ссылки ………………………………………………4
2 Тематика курсовой работы ……………………………………….4
3 Цель курсовой работы………………………………..………….........5
4 Состав и объем курсовой работы…………..…………………….......5
5 Требования к оформлению курсовой работы……………………… 8
6 Методические указания по выполнению курсовой работы………. 9
6.1 Моделирование линейной одноконтурной системы
управления тепловым объектом……………………………………………9
6.2 Моделирование линейной многоконтурной системы
управления электроприводом главного движения станка…………… . 17
6.3 Моделирование нелинейной многоконтурной системы
управления позиционированием привода……………………………….21
6.4 Моделирование нелинейной многоконтурной системы
управления с переменной структурой (СПС) позиционированием
привода……………………………………………………………………..21
6.5 Моделирование нелинейной многоконтурной релейной
форсирующей системы (РФС) управления позиционированием
привода……………………………………………………………………...24
Заключение……………………………………………………………..25
Список литературы……………………………………………….……26
Приложение А………………………………………………………….28
|
|
|
Приложение Б……………………………………………………….. 29
Введение
Оценка производительности и точности автоматизированных металлообрабатывающих комплексов и другого технологического оборудования машиностроения, а также показателей качества продукции, на стадии проектирования позволяет произвести сравнительный анализ конструктивных решений как технологических машин, так и систем управления ними и выбрать из них наилучший. Эту задачу можно выполнить только средствами математического моделирования функционирования систем управления на ПЭВМ.
Нормативные ссылки
В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 2.105–95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам
ГОСТ 2.106–96 ЕСКД. Текстовые документы
ГОСТ 2.109–73 ЕСКД. Основные требования к чертежам
ГОСТ 2.301–68 ЕСКД. Форматы
ГОСТ 2.302–68 ЕСКД. Масштабы
ГОСТ 2.316–2008 ЕСКД. Правила нанесения надписей, технических требований и таблиц на графических документах. Общие положения.
ГОСТ 7.9–95 СИБИД. Реферат и аннотация. Общие требования
ГОСТ 7.1–2003 СИБИД. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления
|
|
|
ГОСТ 8.417–2002 ГСИ. Единицы величин
Р 50–77–88 Рекомендации ЕСКД. Правила выполнения диаграмм
Тематика курсовой работы
Тематика курсовых работ имеет следующие направления:
- синтез линейных одноконтурных систем управления технологическими процессами;
- синтез линейных многоконтурных систем управления техническими объектами такими, как например автоматизированные электроприводы;
- синтез нелинейных многоконтурных систем управления позиционированием электроприводами или пневмоприводами.
Задания на курсовую работу выдаются преподавателем.
Цель курсовой работы
Целью курсовой работы является:
- обучение студентов принципам получения математических моделей технологических процессов и технологического оборудования, которые являются объектами управления, аналитическими и экспериментальными методами;
- обучение студентов принципам интегрирования математических моделей объектов управления и технических устройств информационных технологий в математические модели систем управления для моделирования их функционирования;
|
|
|
- обучение студентов пользованию моделирующей средой MATLAB с приложением Simulink для моделирования систем управления с целью их структурного и параметрического синтеза для достижения заданных технических характеристик.
Состав и объем курсовой работы
Курсовая работа состоит из текстовой (пояснительная записка) и иллюстративной частей.
Пояснительная записка (ПЗ) должна описывать идентификацию математических моделей, определение параметров отдельных звеньев системы, синтез структурных схем, параметризацию регуляторов, разработку схем моделей в пакете Simulink, исходные данные и результаты моделирония, а также анализ полученных результатов, оформленные по ГОСТ 2.105 ЕСКД.
Объем пояснительной записки должен составлять около 30 листов формата А4 по ГОСТ 2.301.
Пояснительная записка курсового проекта содержит:
- титульный лист (приложение А);
- задание на проектирование;
- реферат (приложение Б);
- содержание;
- введение;
- основную часть;
- заключение (основные результаты работы);
- список использованных источников.
Объем иллюстративной части курсовой работы – 2 листа формата А1 или А2 по ГОСТ 2.301. Иллюстративная часть работы должна быть оформлена в соответствии с ГОСТ 2.109, ГОСТ 2.302, ГОСТ 2.316 ЕСКД и содержать:
- на 1-ом листе – схему идентификации математической модели объекта управления в приложении Simulink; график невязки (разности) между заданной переходной кривой и переходной кривой математической модели объекта управления, полученной в результате идентификации; структурную схему одноконтурной системы управления с числовыми значениями всех параметров в передаточных функциях (кроме регулятора); график поисковой оптимизации параметров ПИ регулятора; совмещенные графики переходных кривых рассогласования системы после инженерной настройки и при оптимальных значениях параметров ПИ регулятора;
- на 2-ом листе по варианту:
1) структурную схему 2-х контурной системы управления электроприводом главного движения станка с ЧПУ, построенной по схемотехнике каскадных схем с числовыми значениями всех параметров в передаточных функциях (кроме регуляторов); совмещенные графики переходных кривых рассогласования внутреннего контура системы при параметрах ПИ регулятора, соответствующих расчету на технический оптимум, и параметрах ПИ регулятора оптимальных в смысле минимума интегрального квадратичного критерия при заданной степени затухания; график переходной кривой рассогласования внешнего контура при параметрах ПИ регулятора, соответствующих расчету на симметричный оптимум; график амплитудно-частотной характеристики системы управления электроприводом и оценка её плоскостности;
2) структурные схемы нелинейных систем управления в зависимости от варианта задания либо системы с переменной структурой, либо форсирующей релейной системы; схемы их реализации в приложении Simulink; фазовые портреты этих систем для разных начальных условий, разных наклонах линии переключения и разных значениях ширины зоны нечувствительности.
В реферате ПЗ, оформленном по ГОСТ 7.9 СИБИД, даются сведения о количестве страниц, иллюстраций, таблиц, использованных источников, например 25 с., 9 рис., 2 табл., 5 источников информации. После этого приводятся ключевые слова и словосочетания (от 5 до 18), взятые из текста курсового проекта, которые в наибольшей степени характеризуют его содержание и обеспечивают возможность информационного поиска. Ключевые слова приводятся в именительном падеже и пишутся прописными буквами в строку через запятые. Текст реферата должен содержать: объект разработки; цель работы, полученные результаты и их новизну; область применения. Объем реферата должен быть не более 0,4 страницы.
Содержание включает: введение, наименование всех разделов, подразделов, заключение, список использованных источников.
Введение ПЗ должно содержать краткое описание анализируемых систем управления и требования к ним в смысле точности и быстродействия.
В основной части ПЗ приводятся следующие разделы:
1.Моделирование линейной одноконтурной системы управления тепловым объектом
1.1 Анализ и моделирование заданной переходной кривой выходной величины объекта управления
1.2 Экспресс-идентификация математической модели объекта управления
1.3 Идентификация математической модели объекта управления методом Алекперова
1.4 Экспресс настройка П, ПИ и ПИД - регуляторов
1.5 Инженерная настройка ПИ-регулятора
1.6 Поисковая оптимизация параметров ПИ-регулятора
1.7 Анализ результатов синтеза системы управления
В зависимости от варианта задания имеются два варианта содержания второго раздела:
Ый вариант
2. Моделирование линейной многоконтурной системы управления электроприводом главного движения станка
2.1 Разработка математической модели электропривода как объекта системы управления в виде структурной схемы
2.2 Определение параметров математических моделей электродвигателя, преобразовательного устройства и датчиков соответствующих величин
2.3 Синтез структуры линейной двухконтурной системы подчиненного управления автоматизированным электроприводом
2.4 Расчет параметров ПИ-регулятора контура тока на технический оптимум
2.5 Моделирования функционирования контура тока с токовой отсечкой
2.6 Расчет параметров ПИ-регулятора в контуре скорости.
2.7 Моделирования функционирования системы управления электроприводом главного движения станка
2.8 Анализ результатов моделирования системы управления
Ой вариант
В зависимости от варианта задания имеются две версии содержания второго раздела:
Я версия
2 Моделирование нелинейной многоконтурной системы управления с переменной структурой (СПС) позиционированием привода
2.1 Моделирование движения привода на фазовой плоскости
2.2 Синтез СПС
2.3 Синтез одноконтурных систем для получения подходящих фазовых траекторий
2.4 Разработка алгоритма переключения
2.5 Моделирование СПС. Определение оптимальных параметров линии переключения и параметров регуляторов
2.6 Определение показателей качества переходного процесса СПС позиционированием привода
Я версия
2 Моделирование нелинейной многоконтурной релейной форсирующей системы (РФС) управления позиционированием привода
2.1 Синтез РФС
2.2 Моделирование фазовых траекторий движения привода при всех возможных значениях управляющего воздействия
2.3 Разработка алгоритма переключения
2.4 Моделирование РФС. Определение параметров линии переключения
2.5 Определение показателей качества переходного процесса РФС позиционированием привода.
Заключение ПЗ должно содержать виды исследованных САР, значения их прямых показателей качества и рекомендации по применению.
Оформление списка использованных источников производить по ГОСТ 7.1. Источники в списке располагают в порядке появления ссылок на них в тексте пояснительной записки.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!