Дипломная работа: Разработка автоматизированной системы для исследования устойчивости и автоколебаний в электромеханической следящей системе

3) области, соответствующие другим, более сложным случаям. Если процессы в системе имеют вышеуказанный, то равновесное состояние неустойчиво. В том случае, когда колебания в переходных процессах стремятся к одной и той же амплитуде и к одной и той же частоте, система будет обладать устойчивыми автоколебаниями с амплитудой а.

Разрабатываемая система должна удовлетворять следующим требованиям:

1. интерфейс пользователя должен быть прост в обращении, и представлять собой диалоговую многоуровневую систему в виде вопрос-ответ;

2. программная оболочка должна обеспечивать выполнение следующих функций:

• доступ к текстовым файлам, содержащих справочные материалы;

• графическое отображение структурных схем и формул исследуемой системы;

• выполнение программ, реализующих различные методы исследования нелинейных систем;

• вывод результатов расчетов в виде графиков и таблиц;

3. система должна быть открытой для дополнения ее другими методами расчета и видами представления результатов эксперимента.

С учетом изложенных требований необходимо выбрать инструментальные средства, которые позволят решить поставленную задачу.

Предполагается функционирование разрабатываемой системы под управлением MS-DOS. Подготовка графических файлов требует наличие графического редактора, как правило, работающего в среде WINDOWS, как, например, редактор PAINTBRUSH.

Для создания текстовых файлов справочников и исходных текстов программ можно использовать любой редактор, работающий в MS-DOS, например: EDIT или MULTYEDIT. Для разработки программного обеспечения удобно использовать язык высокого уровня PASCAL, так как он имеет средства для графического режима отображения информации и средства для быстрого построения оболочек TURBO-VISION.

Для демонстрации графических файлов необходимо использовать средства визуализации их типа VIEWER. Конфигурация инструментальных средств для решения поставленной задачи приведена на рисунках.

Всю работу над дипломным проектом разделили на пять основных этапов.

1 этап. Разработка математической модели и структурных схем, исследуемых объектов.

2 этап. Исследование объектов аналитическими методами.

3 этап. Разработка алгоритмического программного обеспечения АИС.

4 этап. Исследование объектов методом математического машинного моделирования на ПЭВМ.

5 этап. Сравнение результатов математического и машинного моделирования и подтверждение эффективности разработанного АИС.

На первом этапе разрабатываются как подробные математические модели и структурные схемы, в частности, электромеханического привода, так и частичные случаи, например:

• отсутствие обратной связи по скорости:

• отсутствие релейного усилителя;

• отсутствие инерционности цепи якоря электропривода;

• управление двигателя по цепи обмотки возбуждения и управления двигателем по цепи якоря.

На втором этапе аналитическими методами (алгебраическими и частотными) исследуются устойчивость системы и определяются возможности автоколебаний в системе и их параметры.

На третьем этапе разрабатывается алгоритмическое и программное обеспечение АИС с использованием выше перечисленных инструментальных средств операционной системы ПЭВМ.

На четвертом и пятом этапах проверяется эффективность разрабатываемой ЭВМ путем сравнения результатов, полученных при аналитическом и машинном исследованиях.

1. Математическая модель следящей системы

нелинейный следящий автоматизированный