Теория автоматического управления
Определение численных значений постоянных времени и коэффициентов усиления. Расчет передаточной функции замкнутой системы относительно регулируемой координаты по команде (напряжению) и пр. Оценка качественного влияния не учтенных в расчете факторов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.09.2017 |
| Размер файла | 132,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Казанский государственный технический университет
им. А.Н. Туполева
филиал «Восток»
КУРСОВАЯ РАБОТА
по предмету «Теория автоматического управления»
Выполнил ст. гр.21302 Пузырёва Н.
Проверил доц. Мещанов А. С.
г. Чистополь 2009
Задание Б1111
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
усиление замкнутый координата напряжение
Содержание
Введение
1. Вывести уравнения. Определить численные значения постоянных времени и коэффициентов усиления при помощи данных таблиц 1-2
2. Построить структурные схемы систем с указанием передаточных функций звеньев
3. Определить передаточную функцию замкнутой системы относительно регулируемой координаты по команде (по напряжению U0)
4. Определить передаточную функцию для ошибки (отклонения) регулируемой величины от заданного значения (по возмущению) для ?n1=n-n0 по МС
5. Определить коэффициент усиления системы и коэффициент усиления электронного усилителя по заданным условиям точности и установившемся режиме (для систем регулирования - по заданным ошибкам регулирования, для следящих систем - по статической и по скоростной ошибкам)
6. Определение для систем регулирования скорости, какое напряжение нужно установить на потенциометре, чтобы заданная скорость вращения была n=600 об/мин. Сравнить величины изменения скорости вращения ?n относительно заданного значения n0 для регулируемого и нерегулируемого двигателя при приложении к его валу момента сопротивления МС = 2000 Нм
7. Построить на ЭВМ кривую переходного процесса - кривую изменения регулируемой координаты ?n или ?U около заданного значения. Определить основные показатели качества процесса регулирования: динамическую ошибку ?д, быстродействие Трег.
8. Оценить качественно влияние не учтенных в расчете факторов
9. Осуществить переход от структурной схемы системы к нормальной форме и исследовать управляемость и наблюдаемость скорректированной системы. Сделать выводы о применимости частотного метода анализа и синтеза системы
Список литературы
Введение
В качестве темы для введения 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.
Если при рассмотрении объектов управления был получен ответ на вопрос: чем управлять, то теперь ставятся вопросы: с какой целью, как, какими средствами управлять объектом? Задачи, поставленные перед системой управления, можно разделить на следующие группы.
1. Стабилизация. В этом случае необходимо с заданной точностью поддерживать постоянными те или иные управляемые величины.
2. Программное управление. При этом закон изменения управляемой величины заранее известен и задается оператором, обслуживающим систему управления.
3. Слежение за некоторой измеряемой величиной, закон изменения которой заранее неизвестен. В этом случае управляемая величина должна с заданной точностью воспроизводить измеряемую величину или некоторую функцию измеряемой величины. Такие системы управления называются следящими.
4. Самонастройка системы на оптимум какого-либо из показателей объекта или системы. Это может быть обеспечение и экстремального значения управляемой величины, и максимального быстродействия системы управления путем подстройки её параметров, и режима работы объекта оптимального в определенном, заданном смысле. Самонастройка может сочетаться со стабилизацией, программным управлением и слежением.
Системы управления разделяются на разомкнутые и замкнутые.
В разомкнутых системах управляющеё 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 некоторой 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 таблиц 1-2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Двигатель постоянного тока.
Проведя минимизацию, получаем уравнения в отклонениях
Передаточная функция генератора без нагрузки.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Передаточная функция дифференцирующего трансформатора
Для дифференцирования регулируемых или управляющих величин в системах автоматического регулирования можно использовать трансформаторы.
При использовании второго закона Кирхгофа уравнения дифференцирующего трансформатора имеют вид:
где M - коэффициент взаимной индуктивности трансформатора, приведенный к первичной обмотке;
L1, L2 - индуктивности первичной и вторичной обмоток, причем индуктивность вторичной обмотки приведена к первичной обмотке.
R1, R2 - сопротивление первичной и вторичной обмоток.
Уравнения в операторной форме примут вид
Если исключить ток и учесть, что , получим
Если считать, что потери в трансформаторе отсутствуют, то получим . В этом случае передаточная функция дифференцирующего трансформатора примет вид
Передаточная функция для электромашинного усилителя.
Простейший электромашинный усилитель является генератором постоянного тока с независимым возбуждением, якорь которого вращается приводным электродвигателем постоянного или переменного тока. Входное напряжение присоединяется к обмотке возбуждения, а с его щеток снимается выходное напряжение.
При постоянной скорости вращения якоря генератора, если пренебречь индукционностью якоря, будет справедливо уравнение
, (1)
где ki - коэффициент усиления по току.
Для обмотки возбуждения напишем выражение
, (2)
где Rу - сопротивление цепи обмотки возбуждения, Lу - индуктивность обмотки возбуждения.
Учитывая, что
(3)
решая уравнения (1)-(3), получаем
(4)
где - постоянная времени электромашинного усилителя,
- коэффициент усиления по напряжению.
Передаточная функция электромашинного усилителя примет вид
2. Построить структурные схемы систем с указанием передаточных функций звеньев
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
3. Определить передаточную функцию замкнутой системы относительно регулируемой координаты по команде (по напряжению U0)
4. Определить передаточную функцию для ошибки (отклонения) регулируемой величины от заданного значения (по возмущению) для n1=n-n0 по МС
5. Определить коэффициент усиления системы и коэффициент усиления электронного усилителя по заданным условиям точности и установившемся режиме (для систем регулирования - по заданным ошибкам регулирования, для следящих систем - по статической и по скоростной ошибкам)
6. Определение для систем регулирования скорости, какое напряжение нужно установить на потенциометре, чтобы заданная скорость вращения была n=600 об/мин. Сравнить величины изменения скорости вращения n относительно заданного значения n0 для регулируемого и нерегулируемого двигателя при приложении к его валу момента сопротивления МС = 2000 Нм.
|
u |
v |
||
|
0 |
0 |
||
|
0 |
|||
|
1,87 |
11,2 |
||
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
7. Построить на ЭВМ кривую переходного процесса - кривую изменения регулируемой координаты n или U около заданного значения. Определить основные показатели качества процесса регулирования: динамическую ошибку д, быстродействие Трег.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ошибка
8. Оценить качественно влияние не учтенных в расчете факторов
- несимметричность характеристики электронного усилителя,
- изменение нагрузки МС,
- изменение коэффициентов усиления усилителей,
- нагрев сопротивлений.
Сделать общий вывод о работоспособности системы.
Несимметричность характеристик электронного устройства может играть, как положительную, так и отрицательную роль. Если коэффициент усилителя дальше в области положительных сигналов, то в момент прихода положительных сигналов ошибка системы уменьшается. Если не дальше в области отрицательных входных сигналов, то ошибка увеличивается.
Изменение МС влечет за собой изменение установившегося значения , с увеличением нагрузки МС, возрастает и, наоборот, с уменьшением МС, увеличивается.
Нагрев сопротивлений приводит к изменению коэффициента усиления всей системы.
Изменение постоянных времени приводит к изменению вида LНС(). Например, при сдвиге ср влево, время переходного процесса увеличивается и наоборот.
9. Осуществить переход от структурной схемы системы к нормальной форме и исследовать управляемость и наблюдаемость скорректированной системы. Сделать выводы о применимости частотного метода анализа и синтеза системы
Система z*=A*z1+B*u называется полностью управляемой, если она, ни каким образом не может быть приведена к виду:
наблюдаемость N=(СТ, АТСТ, …, (АТ)N-1СТ) N0 САУ полностью (управляема) наблюдаема.
Управляемость y=(BТ, АB, …, АN-1B) y0 САУ полностью управляема.
N=3
Список литературы
1. Васильев Д.В., Чуич В.Г. Системы автоматического регулирования. М., Высшая школа, 1967г.
2. Ахметгалиев Н.Н. и др. Экспериментальные методы исследования систем автоматического регулирования. Казань: КАИ, 1978г.
3. Воронов А.А. Основы теорем автоматического регулирования. 41-М.-А., Энергия, 1985г.
4. Бесекерский В.А. и др. Сборник задач по теории автоматического регулирования. М, Наука, 1965г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет и структурная схема передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы автоматического управления (САУ) относительно входного воздействия. Формулы для мнимой и вещественной компоненты. Графики логарифмических амплитудной и фазовой характеристик.
курсовая работа [505,8 K], добавлен 15.11.2009Определение передаточной функции разомкнутой, замкнутой систем и передаточной функции по ошибке. Определение запасов устойчивости. Определить параметры корректирующего звена, обеспечивающие наибольшее быстродействие при достаточном запасе устойчивости.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 29.11.2009Разработка принципиальной схемы системы автоматического регулирования, описание ее действия. Определение передаточной функции и моделирование, оценка устойчивости по разным критериям, частотные характеристики. Разработка механизмов управления и защиты.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.11.2013Разработка системы автоматического управления гидроприводом поворота башни танка. Подбор элементной базы и расчет передаточных функции системы. Определение с помощью желаемой логарифмической характеристики передаточной функции корректирующего устройства.
курсовая работа [293,0 K], добавлен 20.10.2013Изучение метода Симою и реализация программы в среде MatLab. Определение коэффициентов передаточной функции методом площадей Симою по заданным значениям переходного процесса на определенном интервале времени. Расчет системы автоматического регулирования.
лабораторная работа [152,5 K], добавлен 22.09.2016Состав локальной системы автоматического управления (САУ). Выбор термоизмерительного датчика давления. Расчет датчика перемещения обратной связи локальной системы управления. Выбор усилителя мощности, двигателя, редуктора. Расчет передаточной функции САУ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.10.2013Расчет передаточных функций разомкнутой и замкнутой системы с относительно задающего и возмущающего воздействия. Аналоговая схема моделирования на операционных усилителях. Расчет системы на устойчивость и граничных значений коэффициента передачи системы.
практическая работа [337,3 K], добавлен 17.06.2017Система автоматического управления (САУ) длиной дуги плавильного агрегата. Передаточные функции САУ. Заключение о качестве работы замкнутой системы. Достижение требуемых показателей качества в процессе корректирования САУ. Оценка качества работы системы.
курсовая работа [1021,0 K], добавлен 11.03.2013Математическое описание системы. Определение передаточной функции замкнутой системы по управляющему и возмущающему воздействиям. Анализ устойчивости исходной системы. Коррекция динамических свойств системы. Показатели качества переходного процесса.
курсовая работа [434,3 K], добавлен 29.06.2012Структурная схема автоматической системы стабилизации крена. Определение передаточной функции корректирующего звена. Построение переходного процесса скорректированной системы. Анализ причин неисправностей и отказов в системах автоматического управления.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.01.2014
