3. Цель, содержание и объем курсовой работы

Выполнение курсовой работы является заключительным этапом обучения студентов по дисциплине «Теория автоматического управления» и имеет своей целью систематизацию, закрепление и расширение теоретических знаний и практических навыков самостоятельной работы с технической литературой и приобретение творческих навыков при решении технических задач.

Анализ исходных данных на проектирование и предлагаемых во Введении подходов синтеза САУ позволяет выделить следующие основные этапы проектирования:

• Построение структурной схемы нескорректированной системы и определение передаточных функций ее звеньев.

• Определение показателей качества исходной системы, в том числе, оценка точности, запаса устойчивости и быстродействия.

• Синтез внутренних контуров САУ методом последовательной коррекции с подчиненным регулированием координат.

• Синтез основного контура регулирования с использованием логарифмических частотных характеристик. На этом этапе обычно решаются три задачи:

- построение желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики;

- оценка точности и динамических показателей качества желаемой системы;

- определение передаточной функции (ПФ) последовательного корректирующего устройства (фильтра).

• Реализация корректирующих устройств (регуляторов) всех контуров САУ в виде активных и пассивных фильтров.

• Оценка качества скорректированной системы.

• Построение функциональной схемы скорректированной системы.

Курсовая работа состоит из расчетно-пояснительной записки (РПЗ) объемом 23-25 листов формата А4 (с иллюстрациями). РПЗ должна содержать обоснование принятых решений, соответствующие расчеты на всех этапах проектирования, заключение по результатам проделанной работы, в том числе о соответствии полученных показателей качества САУ техническому заданию.

4. Построение структурной схемы исходной системы

Структурная схема САУ строится на основе её функциональной схемы с учетом принципа действия входящих в состав следящей системы узлов и блоков, а также исходных данных на проектирование. Например, для САУ, приведенной на рис. 2.2, можно предложить структурную схему, которая представлена на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Структурная схема следящей системы

Здесь СС – схема сравнения, реализующая операцию

δ = β - α ; W_С(s) – ПФ преобразования ошибки δ в напряжение U_C; W_В(s) – ПФ фазочувствительного выпрямителя ФЧВ; W_У(s) – ПФ усилителя постоянного тока УПТ; W_Э(s) – ПФ электромашинного усилителя ЭМУ; W_Г(s) – ПФ генератора Г; W_Д(s) – передаточная функция электродвигателя Д; W_Р(s) – ПФ редуктора Р.

Как показывает практика, наибольшую трудность при построении этой структурной схемы представляет замена функционального преобразования, выполняемого сельсинной парой (СД и СП) по соотношению U_С = W_С(s)δ =W_С(s)∙(β-α), структурой, помеченной на рис. 4.1 пунктирной рамкой, т.к. рассогласование δ измеряется косвенно.

Кроме этого следует обратить внимание на отсутствие в структурной схеме возмущающих воздействий, которые возникают, в частности, от нестабильности питающего напряжения, влияющего на скорость вращения приводных двигателей, от изменения момента сопротивления на валу двигателя Д за счет колебания нагрузки на валу Р со стороны объекта управления. Дело в том, что согласно заданию на проектирование эти возмущения не оговорены, поэтому их можно опустить.