МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
« М А И »
Факультет № 3 Кафедра 310
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой, д.т.н. проф.
____________ Л. К. Ковалев
«___» _________200__ года
Учебно-медодический комплект документации
к разделам учебных планов электротехнических специальностей Специализация 160401 и 140009
по дисциплине «Компьютерные технологии в электромеханических системах»
.
Лектор курса к.т.н., доц. Сыроежкин Е.В.
Исполнитель: Сыроежкин Е.В.
Одобрено на заседании кафедры № 310
Протокол № 3 от «….»………… 200 г.
Москва 200__г.
1. Конспект лекций
по дисциплинам
«Компьютерные технологии в электромеханических системах»
и «Электромеханические системы и основы робототехники»
1. Предварительные замечания
Лектор доц. Е. В. Сыроежкин т. 42-57, комн.410 Г
Объем дисциплины:
Группа03-415
Семестр |
лекций |
лаб. зан (4 час) |
Практ. (2 час) |
КП |
Экзамен |
8 |
50 |
12 |
6 |
Да |
Э |
2. Требования на экзамене. Отмечаю на лекциях
Регламент выполнения лаб. раб. В Лаб Автоматики. Пропуски.
3. Методические материалы в электронном виде (конспект лекций, экз. вопросы, экз. задачи, описание к лаб. раб., вопросы для защиты лаб. раб., диск с DesignLab.
4. Рекомендуемая Учебная и методическая литература
А. Т. Голован «Электропривод» теоретические основы М-Л, Энергоиздат, 1982г. (Темы 1-10).
Специальные электрические машины, книга 1, 2 / Под ред. Б. Л. Алиевского.- М.: Энергоиздат. 1993. – 319, – 368 с. (Темы 1-10).
Н.П. Волков, В. П. Миловзоров. Электрические машины устройств автоматики. М. Высшая школа, 1986. – 335 с. (Темы 1-10).
5. Информационные электромеханические преобразователи энергии и электромеханизмы систем автоматики и робототехники (учебное пособие к лабораторным работам).\Под ред. В. В. Варлея.-М.: МАИ. 1992 – 55 с. (Темы 8-10).
6. Исполнительные двигатели систем автоматики и робототехники (учебное пособие к лабораторным работам).\Под ред. В. В. Варлея.-М.: МАИ. 1993 – 59 с. (Темы 2-7).
7. Компьютерное моделирование электроэнергетических и электромеханических систем переменного тока с использованием пакета прикладных программ Design Center. Учебное пособие / В.А.Постников, С. И. Вольский, Е. В. Сыроежкин; Под ред. В. А. Постникова. М.: Изд-во МАИ, 2000. - 88 с., илл. (Тема 16)
8. В.П. Постников, Е.В. Сыроежкин, С. И. Вольский «Динамика и регулирование источников и преобразователей электроэнергии ЛА» под редакцией В. А. Постникова, М. МАИ, 1994г
Тема 1. Введение (Лк.-4 часа, срс –1 час)
Компьютерные технологии при разработке проектировании и исследовании ЭМС.
Процесс проектирования итерационный:
1. Для проектирования необходимо знать номинальные параметры ЭМС
2. Чтобы выбрать номинальные параметры необходимо знать характеристики ЭМС.
3. Расчет характеристик может быть получен на основании моделирования ЭМС.
4. Чтобы реализовать модель нужно задать параметры.
Используется автоматизированная методика
ЭМС требуется рассмотреть как систему регулирования или управления.
Исходя из области их применения в устройствах автоматики и робототехники разрабатывается структура и его основные функциональные элементы. Вырабатываются основные требования ЭМС.
1 Алгоритм построения системы.
а) ставиться задача регулирования, определяются векторы Y, Z, X, W.
где W – задан техническим заданием.
б) строится структура системы привода и для каждой функциональной связи выбирается исполнительный элемент.
в) проводиться анализ системы и определяются законы управления Y.
г) система исследуется на устойчивость и определяется зона устойчивой работы.
Для большинства элементов ЭМС рассматриваемых нами в курсе ЭМА было требование обеспечение линейности характеристик, связывающих входную и выходную величины. Т. о. элементы системы могут быть представлены, как линейные (в первом приближении), следовательно, могут быть применены линейные методы исследования систем.
Мы их изучали в курсе «Моделирования…» частотный анализ (на базе аналитических методов), частности, напомню, что с их помощью были получены передаточная функция трансформатора, СГ, ДПТ, ГПТ, это уже в СП. Для многих элементов получены W(р) в курсе СП.
В математическом отношении эти методы TAУ, опирающиеся на понятия передаточной функции, амплитудо-частотной и фазо-частотной характеристик, ЛАХ. Критерии устойчивости Раута-Гурвица, Найквиста, Михайлова. Это все аналитические методы.
2) Алгоритм анализа системы привода
а) строится математическая описание всех звеньев СП.
б) уравнения звеньев линеаризуется (вводяться допущения)
в) определяются передаточные функции элементов
г) определяются типы регуляторов
д) определяется передаточная функция системы по Uвх(р) и Uвых(р)
3) Методы исследования систем. Построение передаточной функции элемента.
Математическое описание - система дифференциальных уравнений решается операторным методом с использованием преобразователя Лапласа.
а) операция дифференцирования заменяется p=j
б) полученное алгебраическое уравнение решается относительно входной и выходной переменной
в) находится W(р)= Uвых(р) / Uвх(р)
Для расчета передаточных функций используются аппарат матричной алгебры, которым снабжены многие программные продукты и в частности MathCad DesignLab (применение которых мы рассмотрим на практических занятиях в рамках этого курса) и др.