Введение

Автоматическое управление - совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления.

Существует чрезвычайно большое разнообразие автоматических систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными физическими процессами во всех областях техники. В этих системах сочетаются весьма разнообразные по конструкции механические, электрические и другие устройства, составляя, в общем, сложный комплекс взаимодействующих друг с другом звеньев[1].

Объект анализа в данной курсовой работе – система автоматического регулирования температуры в печи.

Целью курсового проектирования является приобретение практических навыков и умений анализа системы автоматического регулирования температуры в печи.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

по заданной принципиальной схеме САР составить функциональную и структурную схему;
описать процесс регулирования заданной системы;
найти передаточные функции САР по задающему и возмущающему воздействиям;
записать дифференциальное уравнение системы;
проверить систему на устойчивость по корням, по критериям Михайлова и Найквиста;
определить время регулирования, перерегулирование по корням характеристического уравнения;
построить область устойчивости в плоскости одного параметра;
определить запасы устойчивости, колебательность САР;
построить переходные характеристики при нулевых и ненулевых начальных условиях. Определить показатели качества переходного процесса: время регулирования, перерегулирование, длительность фронта, характер ПП;
принять характеристику усилительного элемента нелинейной;
составить структурную схему нелинейной системы, получить передаточную функцию линейной части системы;
методом гармонической линеаризации исследовать НСАР. При отсутствии периодических режимов изменить параметры НЭ или коэффициент передачи РС линейной части. Проверить систему на устойчивость;
записать ПФ ДСАР;
построить ПП, ЛАЧХ, ЛФЧХ и АФЧХ ДСАР.

Курсовая работа состоит из 14 разделов. Все расчёты в данной курсовой работе выполняются в программе MathCAD v14 и Matlab R2009b.

1. Составление функциональной и структурной схемы по заданной принципиальной схеме сар

1.1. Функциональная схема

Функциональная схема – документ, разъясняющий процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях изделия (установки) или изделия (установки) в целом (ГОСТ 2.701-2008)[2].

Для того чтобы составить функциональную схему, разобьём принципиальную схему на блоки (рисунок 1).

Рисунок 1. Принципиальная схема САР температуры в печи

1-измерительное устройство;
2-активные корректирующие звенья;
3-тиристорный преобразователь;
4-двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;
5-редуктор;
6-печь с горелкой.

Задающим устройством для САР температуры в печи является измерительное устройство, располагаем его на первом месте в функциональной схеме. Объектом управления является печь с горелкой (исходя из названия САР), а его регулируемой величиной – температура. Следовательно, располагаем этот элемент последним (рисунок 2).