Содержание 2

1. Техническое задание , исходные данные 3

2. Введение 4

3. Расчетная часть 5

3.1. Построение статических характеристик устройств системы

управления: 5

объекта регулиро­вания,

датчика,

регулятора,

исполнительного механизма

3.2. Определение графическим методом общей статической

характерис­тики цепи обратной связи — ДРИМ. 6

3.3. Построение статических характеристик объекта регулирования

и системы управления. Определение на графиках рабочей точки и

угла между статическими характеристиками. 6

3.4.Рассчет динамического коэффициента регулирования

D = ΔУ/ΔХ и определение коэффициента К_о.с. для цепи обратной

связи с целью вырав­нивания масштабов. 6

3.5.Определение аналитического выражения регулирующей

системы — ДРИМ. 7

3.6.Нахождение аналитическим способом рабочей точки

— пересечение ста­тических характеристик ДРИМ и объекта. 7

3.7.Выбор передаточных функций элементов системы. 8

3.8.Определение передаточной функции системы. 8

3.9. Нахождение временной функции переходного процесса. 9

3.10.Определение основных параметров переходного процесса. 11

3.11.Определение коэффициентов качества системы

регулирования. 11

3.12.Построение частотных характеристик устройств: 12

объекта регулиро­вания,

датчика,

исполнительного механизма,

регулятора,

ДРИМ,

всей системы.

3.13.Определение параметров устойчивости системы. 15

3.14.Построение годографа. 15

4. Заключение 17

5. Литература 18

6. Приложения 19

1. Техническое задание

I. Определение устойчивости системы по статическим характеристикам

1. Построить статические характеристики устройств системы управления.

2. Определить графическим методом общую статическую характерис­тику цепи обратной связи — ДРИМ.

3. Построить статические характеристики объекта регулирования и системы управления.

4. Определить на графиках рабочую точку и угол между статическими характеристиками.

5. Рассчитать динамический коэффициент регулирования D = ΔУ/ΔХ и определить коэффициент К_о.с. для цепи обратной связи с целью вырав­нивания масштабов.

6. Определить аналитическое выражение регулирующей системы — ДРИМ.

7. По аналитическому выражению построить график статической ха­рактеристики — ДРИМ.

8. Найти аналитическим способом рабочую точку — пересечение ста­тических характеристик ДРИМ и объекта.

II . Расчет динамических параметров системы

9. Выбрать передаточные функции элементов системы.

10. Определить передаточную функцию системы.

11. Найти временную функцию переходного процесса.

12. Определить основные параметры переходного процесса.

13. Определить два коэффициента качества системы регулирования.

III. Построение частотных характеристик устройств и системы

14. Построить частотные характеристики устройств: объекта регулиро­вания, датчика, регулятора, исполнительного механизма, ДРИМ, всей системы.

IV. Определение устойчивости системы

15. Определить параметры устойчивости системы.

16. Построить годограф.

Исходные данные:

1. N=27

2. Статиче­ская характеристика объекта регулирования:

У_ор = Х/N = 0,04* Х

3. Передаточная функция для двух объектов регулирования описывает­ся выражением:

W_о.р(p) = (N²+1)/(N²+4)p= 1/p

4. Статиче­ские характеристики основных звеньев системы (датчика, регулятора, исполнительного механизма), полученные методом проб и ошибок и соответствующие им передаточные функции, выбранные из справочных данных системы:

Регулятор:

статическая характеристика передаточная функция

Y_р = 5,2*X_р W_р(p) = (p+1)/(p+13,5)

Датчик:

статическая характеристика передаточная функция

Y_д= 5,2 – X_д W_д(p)= (2p+2)/(p+0,15)

Исполнительный механизм:

статическая характеристика передаточная функция

Y_им= X_им W_им(p)= 31/108p = 0,28p

2. Введение (свое у всех разное)

Теория автоматического управления – одна из важнейших технических наук общего применения. Она дает теоретическую базу для исследования и практического применения любых автоматизированных систем во всех областях техники.

Автоматизация производственных процессов – одно из основных направлений технического прогресса, основа повышения производительности труда, так ка позволяет увеличивать производительность технологического оборудования и работоспособность обслуживающего персонала, улучшает качество продукции, повышает безопасность работы, а также позволяет осуществлять новые высокоинтенсивные процессы, не допустимые при ручном управлении.

Автоматизация производственных процессов развивалась по пути замены тяжелого физического труда человека работой механизмов. Механизация ручных операций на производственных предприятиях создала предпосылки для передачи техническим регуляторам операций по управлению производственными процессами.

Автоматизация является качественно новым этапом в совершенствовании производства. Основные обязанности человека в этом случае – наблюдение за параметрами процесса и выполнение нештатных операций. Применение средств автоматизации позволяет увеличить число агрегатов и механизмов, обслуживаемых одним человеком. Основные операции, которые выполняет человек в этом процессе, - включение и отключение агрегатов, а в случае возникновения нештатных ситуаций – отключение регулятора и принятие на себя функций регулирования. Для этого он пользуется средствами дистанционного управления механизированными приводами различных регулирующих органов. Применение средств технологической защиты, блокировки и автоматического включения резервных механизмов позволяет автоматизировать и сам процесс ликвидации аварийных положений.

При автоматизации одной области промышленности возникает потребность в перестройке технологии, аппаратуры и организации в смежной области. Автоматизация приносит наибольший эффект в тех случаях, когда технологи, конструкторы, специалисты по организации и планированию работают в тесном контакте со специалистами по автоматизации. Такая совместная работа предполагает их взаимопонимание, которое может быть достигнуто лишь в том случае, если специалисты различных профилей будут иметь общие представления об автоматизации производственных процессов.

Применение отдельных видов автоматизации не освобождает персонал от выполнения ряда ручных операций и не позволяет сократить численность персонала до возможного минимума. Поэтому полный эффект от автоматизации достигается лишь при комплексном использовании всех ее средств в разумном сочетании.

В процессе производства в силу различных причин значения параметров технологического процесса могут изменяться, вызывая отклонение процесса от нормального режима. Нарушенный режим должен восстановиться и поддерживаться около заданного значения путем воздействия на технологический процесс через органы управления. Поддержание параметров технологического процесса в диапазоне заданных значений выполняет система автоматического регулирования (САР).

Современные автоматические системы решают более сложные задачи оптимизации технологического процесса, например обеспечения максимального КПД объекта регулирования, ведение процесса при минимуме расхода топлива и т.п. При этом необходимо иметь ряд датчиков и исполнительных механизмов, а функция управляющего органа включает вычислительные операции, производимые с величинами, получаемыми от датчиков, и выработку сигналов для воздействия на исполнительные механизмы. Такие системы являются самонастраивающимися, автоматически приспосабливающимися к свойствам регулируемого процесса. Они обладают более сложной структурой. Современные системы управления строятся преимущественно на базе ЭВМ, которые выполняют вычислительные и управляющие функции, успевая производить коррекцию передаточных функций датчиков и исполнительных механизмов.

Автоматическая система управления – это совокупность одного или нескольких объектов регулирования и автоматических управляющих устройств, взаимодействующих между собой.

Цель курсового проекта: Закрепление знаний по курсу «Автомати­ческое управление» и приобретение навыков по расчету основных эле­ментов системы. Создаваемая система должна состоять из объекта управ­ления, датчика, регулятора и исполнительного механизма. Элементы си­стемы заданы статическими и передаточными функциями. Из предложенного набора датчиков, регуляторов и исполнительных механизмов необходимо выбрать те, которые смо­гут обеспечить стабильную рабочую точку системы в статическом режи­ме. Для обеспечения работы системы в динамическом режиме необходимо выбрать такое дополнительное корректирующее звено, чтобы оно обеспечивало основные параметры переходного процесса в следующих пределах:

перерегулирование — 20 %,

затухание — составляет 75 % и выше

колебательность — 2... 3 периода.