Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Волгоградский государственный технический университет

Факультет подготовки инженерных кадров

Кафедра "Системы автоматизированного проектирования и

поискового конструирования"

Курсовая работа

по курсу «Основы теории управления»

Вариант 3.0

Выполнил:

студент гр. АУЗ-364с

Борисов С.Н.

«___» 2012 г.

Проверил:

доц. «САПР и ПК»

Яновский Т.А.

«___» 2012 г.

Волгоград 2012

Содержание

1.Исходные данные…………………………………………………………..……. 2

1.1. Принципиальная схема исследуемой САУ…………………………...… 2

1.2.Краткое описание принципа действия исследуемой САУ……………... 2

1.3.Типы и характеристики элементов системы………………………….…. 3

1.4. Уравнения описывающие работу элементов…………………………… 3

1.5. Основные требование к САУ……………………………………………. 4

2.Функциональная схема САУ…………………………………………………..… 4

2.1. Характеристика основных функциональных элементов САУ………… 5

3. Структурная схема САУ………………………………………………...………. 6

3.1.Структурно-алгоритмическая схема системы автоматического регулирования температуры воды на выходе теплообменника с паронагревателем.…………………………………………………...…… 6

3.2. Передаточные функции элементов системы………………………….… 6

3.3. Передаточные функции системы……………………………………..…. 7

3.3.1. Передаточная функция разомкнутой системы……...…………. 7

3.3.2. Передаточная функция замкнутой системы относительно регулируемой величины по задающему воздействию…........... 9

4.Анализ устойчивости исходной САУ………………………………...……..…. 9

4.1.Анализ устойчивости исходной САУ по критерию Рауса…………….. 9

4.2.Анализ устойчивости исходной САУ по критерию Михайлова……… 10

5.Анализ качества переходных процессов……………………………...……….. 13

Заключение……………………………………………………………...…………. 14

Список использованной литературы……………………………...…….……….. 15

1.Исходные данные

1.1. Принципиальная схема исследуемой сау

Рис.1. Система автоматического регулирования температуры воды на выходе теплообменника с паронагревателем.

1.2.Краткое описание принципа действия исследуемой сау

Холодная вода поступает в теплообменник 1 без регулирования расхода и, проходя через аппарат, нагревается паром. Температура теплой воды Θ измеряется термопреобразователем 2, включаемым в схему датчика температуры 3, состоящего из резисторов R1 – R5, и двух потенциометров R6, R7. Перемещение потенциометра R6 задается температура теплой воды. Напряжение рассогласования подается на вход усилителя 4. Сигнал с выхода усилителя подается в катушку соленоида 5, перемещающего золотник пневматического распределителя 6. Последний управляет работой пневматического исполнительного механизма 7, с помощью которого измеряется положение клапана 8, регулирующего подачу пара в теплообменник.

1.3.Типы и характеристики элементов системы

Исследуемая система САУ содержит следующие элементы с соответствующими характеристиками:

1. Теплообменник:

k₀ – коэффициент передачи теплообменника (k₀ =20 ºС/рад);

T₀ – постоянная времени теплообменника (T₀ = 50 c).

2. Пневмодвигатель с клапаном:

k_в ,k_п – коэффициенты передачи клапана и пневмодвигателя

(k_в, k_п =10 рад/м);

T_п – постоянная времени пневмодвигателя (T_п = 1 c).

3. Соленоид:

k_с – коэффициент передачи соленоида (k_с = 15 м/В).

T_с – постоянная времени соленоида (T_с = 0,1 c);

4. Усилитель:

k_у – коэффициент усиления усилителя (k_у = 20).

5. Термопреобразователь:

k_т – коэффициент передачи термопреобразователя (k_т = 7·10^-5 В/ºС).

1.4. Уравнения описывающие работу элементов системы

Теплообменник: .

Пневмодвигатель с клапаном: .

Соленоид: .

Усилитель:

Элемент сравнения: .

Термопреобразователь: .