Министерство образования Российской Федерации

Национальный Исследовательский Томский политехнический университет

Кафедра автоматики и компьютерных систем

Система автоматического регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока Вариант 15

Пояснительная записка к курсовой работе по Теории автоматического управления

Студент гр. 8А10 ________________ Цавнин А. В.

^{(подпись)}

___________________

^(дата)

Руководитель ________________ Казьмин В.П.

доцент, канд. тех. наук ^{(подпись)}

___________________

^(дата)

Томск 2013 ведение

Теория автоматического управления (ТАУ) – это научная дисциплина, которая возникла сравнительно недавно, хотя отдельные устройства, работающие без участия человека, известны с глубокой древности.

Активное развитие теории началось с электромашинных систем и систем радиоавтоматики. Впоследствии оказалось, что методы теории автоматического управления объясняют работу объектов различной физической природы, где может присутствовать обратная связь.

Все методы ТАУ объединены одной общей задачей: обеспечение необходимой точности и удовлетворительного качества переходных процессов.

Непрерывное повышение требований к качеству функционирования сложных промышленных систем требует совершенствования и развития САУ, которые являются неотъемлемой частью таких систем. Кроме того, к системам управления предъявляются высокие требования к качеству регулирования со стороны технологического процесса.

Теория автоматического управления имеет дело не с реальными инженерными конструкциями, а с их моделями. Поэтому вопросы математического описания и проектирования систем управления для различных объектов являются актуальными.

Цель курсовой работы - анализ линейной непрерывной системы автоматического управления (САУ). Рассматриваемая САУ, представленная на рисунке 1, является системой автоматического регулирования (САР) частоты вращения ДПТ, т.е. является системой стабилизации.

Основные задачи курсовой работы:

• составление по принципиальной схеме функциональной схемы;

• составление математической модели в форме структурной схемы;

• исследование устойчивости системы по корням характеристического уравнения и заданным критериям;

• построение переходных процессов для анализа качества процесса регулирования системы;

• оценка точности процесса регулирования.

1. Cap частоты вращения двигателя постоянного тока

Рис. 1 Принципиальная схема САР.

Данная система является САР скорости вращения двигателя постоянного тока (ДПТ). Объектом управления является ДПТ, Выходная величина объекта управления – угловая скорость (ω), управляющей величиной является электрический ток якоря двигателя (Iя дв), образующий магнитный поток, который приводит ДПТ во вращение. Возмущающим воздействием является момент нагрузки(М_н). Выходная величина ОУ передается на датчик скорости, которым является тахогенератор (ТГ). Скорость преобразуется в напряжение (U), пропорциональное скорости вращения. Это напряжение передается на делитель и по цепи обратной связи (ЦОС) передается на сумматор и вычитается из значения задающего напряжения. Увеличение величины нагрузки (увеличение М_н) приводит к уменьшению скорости вращения ДПТ, а т.к. преобразованное тахогенератором напряжение пропорционально угловой скорости, то, соответственно, оно будет пропорционально меньше. Отсюда следует, что будет получено меньшее значения напряжения обратной связи (Uос). Уменьшение Uос приводит к увеличению ΔU, что приводит к увеличению Uупр и Iя.дв. Это увеличит магнитный поток и скорость вращения ДПТ, тем самым отрегулировав систему для данных условий. Величина ΔU подается на пассивно-корректирующее устройство (ПКУ), предназначенное для улучшения динамических свойств системы. Выходной величиной ПКУ является напряжение управления (Uупр), которое поступает на тиристорный преобразователь (ТП), который выполняет роль усилителя для трехфазного напряжения питания и преобразует напряжение в ток якоря двигателя (Iя дв), являющийся управляющей величиной объекта управления.