Министерство образования и науки РФ

Московский государственный горный университет

Кафедра автоматики и управления в технических системах

Курсовая работа

по дисциплине «теория автоматического управления»

на тему:

«Синтез системы автоматического управления технологическим объектом».

Выполнил: студент 4-го курса

факультета ГЭМ гр. ГЭ-2-09

Диденко Юлия Юрьевна.

Проверил: Доцент кафедры АТ

Троеглазов Александр Иванович

Москва 2012.

Техническое задание на проектирование системы управления:

1. Анализ технического задания на проектирование системы автоматического управления (САУ).

2. Структура системы многоконтурного подчинённого регулирования.

3. Математическая модель САУ.

4. Функциональная и структурная схема САУ.

5. Синтез регуляторов технологическим объектом:

1. Синтез регулятора тока.

2. Синтез регулятора скорости.

3. Синтез регулятора положения.

6. Исследование динамических характеристик системы на ЭВМ.

7. Выводы по результатам работы.

Графическая часть проекта должна содержать:

1. Функциональную схему системы.

2. Структурную схему системы.

3. Структурную схему контура регулирования тока.

4. Структурную схему контура регулирования скорости.

5. Структурную схему контура регулирования положения.

6. Схемы технической реализации регуляторов системы.

7. Схему моделирования системы на ЭВМ.

8. Графики переходных процессов.

Исходные данные для проектирования:

К_п=30 В/В Т_п=0,012 с Т_я=0,05 с

К_дс=0,02 В/с^-1 К_дт=0,01 В/А Т_д=0,36 с

К_р=0,25 с^-1 К_дп=0,03 В/рад σ=30%

К_я=40 1/Ом К_д=8 с^-1/А t_рег≤1 с

Синтез системы автоматического управления технологическим объектом.

В качестве технологического объекта рассматривается производственный механизм с электроприводом постоянного тока по системе ТП-Д (тиристорный преобразователь – двигатель). Объект управления имеет 3 регулируемые величины:

1. Ток в якорной цепи двигателя (I_я)

2. Угловая скорость вращения двигателя (ω)

3. Угол перемещения производственного механизма

Синтез регуляторов сау к технологическим объектам.

При синтезе регуляторов САУ к технологическим объектам управления (ТОУ) решаются вопросы, связанные с выбором законов управления, т.е. типа регулятора и его передаточной функции, а также с расчетом параметров регулятора (коэффициент усиления, постоянные времени). Решение этих вопросов должно обеспечить выполнение требований к САУ по показателям качества процесса регулирования:

- перерегулирование (σ%)

- время регулирования (t_рег)

- колебательность (m)

- величина установившейся ошибки (ε_ст)

Обоснованность правильности проведённого синтеза, т.е. выполнение требований качества процесса регулирования определяется в процессе моделирования синтезируемой САУ на ЭВМ. Синтез регуляторов системы управления производится на основании структурной схемы системы.

В основе синтеза регулятора системы управления, реализуемой по принципу подчинённого регулирования, лежит компенсация наибольших постоянных времени в каждом контуре регулирования. Компенсация наибольших постоянных времени обусловлена тем, что они оказывают наибольшее влияние на показатели качества переходного процесса (σ%, t_рег, m). Далее по виду передаточной функции объекта производится выбор параметров регуляторов с учетом их настройки на «модульный» или «симметричный» оптимум. Синтез регуляторов для каждого контура регулирования производится в следующей последовательности:

- определяется передаточная функция объекта управления контура.

- определяются наибольшие постоянные времени, подлежащие компенсации.

В передаточную функцию объектов управления входят передаточные функции всех функциональных элементов контура регулирования, кроме регулятора.

- по виду передаточной функции объекта выбирается тип регулятора, и определяется соответствующая ему передаточная функция.

- определяются численные значения постоянных времени регулятора, обеспечивающих компенсацию наибольших постоянных времени объектов управления.

- производится расчет параметров регулятора из условия оптимизации контура управления по «модульному» или «симметричному» оптимуму.

- определяется передаточная функция замкнутого контура регулирования при выбранных параметрах регулятора.

- переходят к синтезу регулятора последующего контура регулирования.

Синтез регуляторов системы подчинённого регулирования начинается с внутреннего контура регулирования с последовательным переходом к следующему контуру регулирования вплоть до последнего, т.е. внешнего контура регулирования.

Синтезируемое САУ с внутренним контуром является контуром регулирования тока.