МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е.Алексеева» Кафедра «Автоматизация машиностроения»
К У Р С О В А Я Р А Б О Т А
по дисциплине Теория автоматического управления
Группа Вариант	10-АМ 3.3
Студент	Баранов Д.О.	И.О. Фамилия
Руководитель работы	Каляшина А.В.	И.О. Фамилия
Оценка работы Дата	________	«___» ___________

Нижний Новгород 2013г.

Оглавление

1) Принципиальная схема. 5

f(t) 5

Ω U I h Ω₂ 5

2) Передаточные функции звеньев системы. 5

Ω U I h Ω₂ 6

Ω U I h Ω₂ 6

Ω U I h Ω₂ 6

3) Преобразование схемы в одноконтурную с подстановкой данных. 6

7

Ω₁ Ω₂ 7

7

4) Передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем. 7

5) Построение АФЧХ, АЧХ, ФЧХ 7

6) Определение устойчивости разомкнутой САУ 10

7) Построение ЛАЧХ, ЛФЧХ. 11

Построение желаемой ЛАЧХ: 11

8) Определение устойчивости системы, используя критерий Найквиста. 12

9) Определение передаточной функции корректирующего звена. 12

Прежде чем определить передаточную функцию корректирующего устройства необходимо построить ЛАЧХ_ку. Построим ее путем вычета графика ЛАЧХ_исх из графика ЖЛАЧХ. 12

Передаточная функция корректирующего устройства: 12

10) Передаточная функция скорректированной САУ. 13

Определим передаточную функцию скорректированной САУ по графику ЖЛАЧХ. 13

Задание к работе:

Система стабилизации температуры рабочей жидкости привода манипулятора транспортной машины

объект

регулирования

ГУ

Объектом регулирования является система в виде параллельных гидролиний D_i (системы смазки, охлаждения). Регулируемый параметр – температура жидкости Ω.

Принцип работы системы: перед включением привода в условиях низких температур с помощью нагревателя НГ (в данном случае – жидкостного) происходит подогрев рабочей жидкости в емкости (баке) до заданной температуры. При запуске привода рабочая жидкости от насоса поступает в систему и далее через электрогидравлический усилитель (ГУ) на слив в бак. В процессе работы манипулятора увеличивается возмущение (например нагрузка на рабочий орган) и, соответственно, повышается температура рабочей жидкости в гидросистеме, которая может превысить допустимое значение. Дистанционный электрический датчик температуры (ДТ) измеряет величину регулируемого параметра Ω и в виде изменения напряжения U передает сигнал на вход усилителя постоянного тока УПТ. Из усилителя ток J поступает на электромагнит гидравлического усилителя, который осуществляет пропорциональное перемещение золотника. Последний направляет поток жидкости через терморегулятор (охладитель ТР) в бак. Задающее устройство ГУ – регулируемая пружина – позволяет установить начальные условия и пределы регулирования температуры. Прохождение рабочей жидкости через ТР вызывает снижение ее температуры. Выходной сигнал датчика ДТ уменьшается и, соответственно, уменьшается сигнал управления ГУ. Регулируемая пружина перемещает золотник в обратном направлении, и рабочая жидкость поступает в бак, минуя ТР. Цикл повторяется.

Математическое описание системы

1. Дистанционный электрический датчик температуры (ДТ) – измеряет регулируемый параметр – температуру Ω и преобразует в более удобный сигнал – падение напряжения U

– коэффициент передачи

– постоянная времени интегрирования

2. Усилитель постоянного тока УПТ

Сигнал U от датчика ДТ поступает на УПТ, который преобразует входной сигнал в пропорциональный выходной сигнал по току J

– коэффициент усиления УПТ

3. Электромеханический преобразователь (ЭМП) – предназначен для преобразования электрического сигнала поступающего от усилителя в механическое перемещение регулирующего органа – золотника ГУ

- коэффициент передачи ЭМП

h – перемещение золотника

и – индуктивность и сопротивление обмотки электромагнитной катушки ЭМП

С – жесткость возвратной пружины

4. Объект регулирования

– постоянная времени, характеризует тепловую инерционность системы. Зависит от температуры рабочей жидкости и теплопередачи

– температура рабочей жидкости

– коэффициент передачи объекта регулирования по перемещению золотника

– функция возмущения объекта регулирования (изменение нагрузки системы привода, температуры окружающей среды и т.д. Эта функция может быть детерминированной или иметь случайный характер

Данные для анализа и синтеза системы

Параметры			размерность		варианты
					1		2		3		4		5
Параметры системы		10-2 с		45		50		40		55		60
		град/м		2		1,8		1,9		2,1		2,2
		Г		0,22		0,25		0,26		0,24		0,23
		Ом		15		18		16		20		19
	m	кг		0,13		0,15		0,18		0,14		0,12
	C	10-1 Н/м		2		1,5		0,9		1,8		0,7
		10-2 м/мА		9		8		7		10		6
		мА/В		100		80		130		150		200
		с		0,6		0,5		0,45		0,3		0,7
		10-1 В/град		10		12		9		14		16
Данные для синтеза	σ	%		25		35		25		35		20
	tP	с		1,2		1,5		1,1		1		0,8
	Ω1	10-2 с		12		15		9		13		10
	Ω2	10-2 с2		3,0		1,8		2,5		2,0		1,5