Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

Казанский НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ технический университет им. А.Н.Туполева - каи

Филиал «Восток

Кафедра приборостроения

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Основы автоматического управления»

на тему:

«Расчет систем автоматического управления»

вариант:Б1112

Выполнил: ст. группы 21201

Гайнуллин А.

Проверил: ст. пр.

Севрюгин С.Ю.

Чистополь, 2014

Содержание

Задание на курсовую….…………………………………………..…....3 Введение………………..………………………………………………..4
Расчеты…………………………………………………………………..5
Заключение (вывод)..…………………………………………………..24
Список литературы…………………………………………………….25

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине «Основы автоматического управления»

Студент Гайнуллин А.

Группа 21201

Тема: «Расчет одномерных систем автоматического управления»

Исходные данные

Вариант Б1112

n

(K_т)

R_яд

Нагрузка

L_y

(К_д,,Т_эм)

W₁L₁R₁

R_y

U₀

U

U_c

W₂L₂R₂

Lc

R_в

L_в

(Kк₃Tк₃)

L_К

R_K

ЭМУ

ТГ

(K_y)

R_вых

U₂

Д

R_яг

U₁

R₂

Rc

(Kc,Tc)

(К_в, Т_в )

Г

U₄

Мс

Элемент системы	Номер элемен-та	кВт	В	A	A	об/м		Ом	Ом	Гн
двигатель					—			0,025	—	—
генератор						—	—	0,030
ЭМУ					0,04	—	—	0,2	35,0	2,0
тахогене- ратор		—		—	—		—	—	—	—

Руководитель работы _________________________________ С.Ю. Севрюгин

Задание принял к исполнению ________________________________________

Введение

В качестве темы для курсовой работы выбран вопрос о принципах автоматического управления.

В зависимости от характера информации, получаемой об объекте в процессе его работы, наличия его математического описания, статических характеристик объекта и главное – задачи, поставленной перед системой автоматического управления, принципы автоматического управления существенно различаются.

Системы управления разделяются на разомкнутые и замкнутые.

В разомкнутых системах управляющее воздействие задается без учета действительного значения управляемой величины на основании цели управления, характеристик объекта и известных внешних воздействий. Такое управление называется жестким.

В разомкнутых системах управления отсутствует компенсация влияния некоторых неконтролируемых возмущений; они применяются для стабилизации и программного управления.

В замкнутых системах управляющее воздействие формируется в непосредственной зависимости от управляемой величины.

1. Вывести уравнения. Определить численные значения постоянных времени и коэффициентов усиления при помощи данных табл. 1-2.

Двигатель

Генератор

ЭМУ

Тахогенератор

Дифференцирующий трансформатор

2. Построить структурные схемы систем с указанием передаточных функций звеньев.

W_Д

W_Г

К_У

U₁

U

K_ТГ

W^f_Д

M_C

w

U₀

W_ЭКВ

3. Определить передаточную функцию замкнутой системы относительно регулируемой координаты по команде (для скорости по напряжению U₀)

4. Определить передаточную функцию для ошибки (отклонения) регулируемой величины от заданного значения по возмущению (для ω по M_c)

5. Определить коэффициент усиления системы и коэффициент усиления электронного усилителя по заданной статистической ошибке. U₀=5В, ε=2%.

6. Определить для систем регулирования скорости, какое напряжение U_oнужно установить на потенциометре, чтобы заданная скорость вращения была n=600 об/мин.

8. Провести Д- разбиение по общему коэффициенту усиления. Сделать разметку Д- областей. Определить критический коэффициент усиления и сравнить с коэффициентом усиления, найденным в п. 5. Расчеты провести на ЭВМ.

Из п. 3 следует, что <0,05. Поэтому:

w	U	V
0	1	0
1	-26,54	10,26
¥	¥	¥

Рис. 1. Д-разбиение.

Область устойчивости

Теперь необходимо проверить устойчивость системы на данном интервале.

Сделаем это по критерию Рауса-Гурвица. Возьмем . Получим:

Т.к. полученная система D(p) – третьего порядка, то для устойчивости системы необходимо и достаточно, чтобы произведение средних коэффициентов было больше произведения крайних коэффициентов. Данное условие выполняется , поэтому система устойчива.

9. Построить кривую Михайлова и сделать вывод об устойчивости замкнутой системы.

w	U	v
0	51	0
1,49	0	77,02
¥	-¥	-¥

Порядок характеристического полинома: n=3

Рис. 2. Годограф Михайлова

Полученный график удовлетворяет условию n=3, т.е. поворачивается против часовой стрелки на угол . Из чего следует, что система устойчива.

10. Построить переходной процесс. Определить прямые показатели качества, сравнить их с заданными. По данным пунктов 8 и 9 определить необходимость коррекции системы.

Построим переходной процесс. Получим:

Время переходного процесса =2,76 с, откуда следует >1 c.

Установившееся значение .

Перерегулирование %.

По данным, полученных из графика, а также данным пунктов 8 и 9 следует, что необходима коррекция системы.

Рис. 3. Переходной процесс нескорректированной системы.

11. Провести синтез пассивного последовательного корректирующего устройства методом логарифмических амплитудных характеристик (ЛАХ). Определить численные значения параметров коррекции. Выбрать место включения корректирующего устройства. Проверить, выполняются ли запасы устойчивости по амплитуде и фазе.

По данным, полученным из пункта 10, следует, что необходимо провести синтез последовательного корректирующего устройства методом ЛАХ:

1) Построим нескорректированную ЛАХ (Рис. 4).

2) На этом же графике построим желаемую ЛАХ (Рис. 4), исходя из требований к системе( %, =1 с, ).

3) По виду и находим ЛАХ корректирующего звена (Рис. 4).

Рис. 4. Нескорректированная и желаемая ЛАХ.

ЛАХ корректирующего звена.

4) Пополученной находим передаточную функцию .

;

;

;

5) Проверяем запасы устойчивости по амплитуде и по фазе (Рис. 5).

Рис. 5. ЛАЧХи ЛФЧХ скорректированной системы.

12. Построить на ЭВМ кривую переходного процесса. Определить основные показатели качества процесса регулирования. Сравнить их с заданными в табл. 3.

Для схемы	Быстродействие, с	Перерегулирование, %	Статическая ошибка, %	Скоростная ошибка, %
А, Б, В	1,0			—

Время переходного процесса 1,52 с.

Установившееся значение 17,3.

Рис. 6. Переходной процесс скорректированной системы.

Заключение (вывод)

Исходя из пунктов 8 и 9, можно утверждать, что система устойчива.

Список литературы

1. Васильев Д.В., Чуич В.Г. Системы автоматического регулирования. М., Высшая школа, 1967г., 419 с.

2. Воронов А.А. Основы теории автоматического регулирования. 41-М.-А., Энергия, 1985г., 519 с.

3. Бесекерский В.А., Попов Е.Л. Теория систем автоматического регулирования. М., Наука, 1972., 768 с.

Дата добавления: 2015-11-04