1. Введение

Основной задачей курсовой работы является синтез и последующее исследование следящей системы с использованием современных методов и инструментов теории автоматического управления. Описание следящей системы осуществляется с использованием уравнений в переменных состояния, уравнений "вход-выход” и передаточных функций. Синтез системы выполняется на основе либо управления по выходу и воздействиям, либо модального управления с применением наблюдателя Калмана, либо методом желаемых логарифмических характеристик. Эти методы позволяют придать следящей системе устойчивость и требуемые показатели качества. Для проведения расчетов рекомендуется использовать систему MATLAB, а для численного моделирования - программную среду "Simulink” for Windows этой же системы.

Выполнение данной курсовой работы способствует углубленному усвоению таких разделов курса "Теория автоматического управления” как составление математических моделей элементов систем; преобразование моделей; аналитический синтез устройств управления по требованиям к качеству системы; реализация этих устройств, то есть разработка схемы устройства управления на операционных усилителях или алгоритма работы вычислителя цифрового варианта устройства управления.

Курсовая работа выполняется в соответствии с вариантом задания, который определяется преподавателем.

Как известно, система управления называется следящей, если перед ней ставится задача слежения за некоторой измеряемой величиной g (t) (например, углом поворота задающей оси, как в данном случае), закон изменения которой заранее неизвестен. В этом случае управляемая величина y (t) (угол поворота оси нагрузки) должна с заданной точностью воспроизводить измеряемую величину или некоторую функцию измеряемой величины.

Основным требованием, предъявляемым к подобным системам, является минимум погрешности д (t), определяемой как разность между заранее неизвестным законом g (t) и управляемой величиной y (t). Кроме того, следящие системы чаще всего проектируются как замкнутые системы управления по отклонению, т.е. такие системы, в которых управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины. В этих системах задающее воздействие g (t) однозначно определяет y_эт (t), где y_эт (t) - эталонное (требуемое) значение управляемой величины, соответствующее заданию g (t).

В курсовой работе синтезировали замкнутую следящую систему управления, отрабатывающую задающее воздействие с некоторой постоянной ошибкой е (t), уменьшающейся в статическом (установившемся) режиме до величины, близкой к нулю. Следящие системы применяются для управления радиолокационными антеннами, радиотелескопами, артиллерийскими установками на подвижных платформах, а также для регулирования синхронности и синфазности вращения валов ведущего и ведомого двигателей в том случае, когда они расположены на достаточно большом расстоянии друг от друга.