Содержание:

1. Анализ исходных данных.

2. Описание работы системы.

3. Составление структурной схемы системы.

4. Определение передаточных функций звеньев.

5. Определение передаточных функций системы.

6. Синтез корректирующих звеньев.

7. Анализ показателей качества синтезированной системы по результатам моделирования

Исходные данные

1. Назначение

Система автоматического управления (далее по тексту САУ, или «система») предназначена для линейного перемещения горизонтального стола применительно к станкам фрезерной или координатно-расточной групп.

2. Состав сау

Блок-схема системы автоматического управления приведена на рис. 1, а комбинированная схема силовой части - на рис. 2. САУ построена как система подчиненного регулирования, выполненная по контурам напряжения (тока), скорости, положения. В контуре напряжения (тока) имеется нелинейный элемент (на схеме не показан).

На рисунках приняты следующие обозначения:

- управляющее воздействие;

- управляемая (регулируемая) координата;

- ошибка системы;

- сигнал задания по управляющему воздействию;

- сигнал главной обратной связи по регулируемой координате;

- сигнал по ошибке;

ЧЭ - чувствительный элемент;

РП - регулятор положения;

У, КЗ - усилитель и корректирующее звено в контуре положения;

РС - регулятор скорости;

РН - регулятор напряжения (тока);

ТП - транзисторный (тиристорный) преобразователь;

М - исполнительный двигатель;

Р1 - механический редуктор силовой;

МП - механическая передача (шариковинтовая передача (ШВП));

Н - нагрузка (стол с деталью);

ДН, У - датчик напряжения, усилитель;

ТГ - тахогенератор;

Р2 - механический редуктор, приборный;

ДОС - датчик обратной связи;

ВТ - вращающийся трансформатор;

ПФН - преобразователь фаза-напряжение;

U₁, U₂ ,U₃ , U_Я - промежуточные координаты (управляющие напряжения соответственно РС, РН, ТП, ИД);

_Д, ₁, ₂ - промежуточные координаты (угол поворота соответственно ИД, ШВП, ВТ);

, - выходное напряжение, соответственно, ТГ и ВТ.

Рис.1 Блок-схема системы автоматического управления.

Рис.2 Комбинированная схема силовой части САУ

I. Анализ исходных данных

При проектировании всех технических устройств и систем исходным документом является техническое задание (ТЗ). Аналогом ТЗ при выполнении настоящей работы являются исходные данные, приведенные выше. В пояснительной записке необходимо привести все данные согласно пунктам раздела «Исходные данные». Взятые из таблиц сведения даются в следующей форме: название параметра (характеристики), условное обозначение, единицы измерения, числовое значение.

Характеристики системы автоматического управления

1. Характеристики системы автоматического управления

   1. Характеристики исполнительного двигателя:

• мощность двигателя Р, кВт 1.0

• частота вращения n, об/мин 1500

• напряжение на якоре U_я, В 110

• ток якоря I_я, А 9,1

• активное сопротивление якорной цепи

двигателя R_я, Ом 1,2

• индуктивность якоря цепи

L_я, мГн1,87

• момент инерции собственных вращающихся

частей двигателя J_я, кгм²0,75 10^-3

2. Тип и параметр преобразователя:

• тип управляемый выпрямитель

• частота питания преобразователя F, Гц 400

• число фаз n 1

• напряжение управления U_у, В 15

• активное сопротивление тиристорного преобразователя R_тп, Ом 0,48

• индуктивность тиристорного преобразователя L_тп, мГн 2,4

1. Вид и параметры регуляторов контуров:

• регулятор положения пропорциональный; К=3

• регулятор скорости пропорциональный; К=3

• регулятор напряжения пропорционально-интегральный;

0,05

4. Параметры схемы:

• максимальное перемещение X_max, мм 320

• шаг винта ШВП γ, мм 20

• цена оборота ДОС β, мм1

• цена импульса Δ, мм0,001

1. Параметры управляющего воздействия, динамические характеристики САУ:

• максимальная скорость V_макс, м/мин 6,8

• кинетическая ошибка δ_к, мм1

• перерегулирование σ, %22

• время переходного процесса t_пп, с 0,05

• число перерегулирования n 3