Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Инженерная кибернетика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Линейные системы автоматического регулирования»

На тему: «Система автоматического регулирования скорости электродвигателя»

№ зачетной книжки - 121099

Специальность «Автоматизация и управление»

Выполнил: Абитбек А. Группа: АУТ-12-5

Проверил: доцент Чернов Б.А.

_____________«__» декабрь 2014г.

Содержание

Введение 3

1.Условие к работе 4

2.Исходные данные 4

3.Расчетная часть 6

Заключение 17

Список литературы 18

Введение

Суть данной курсовой работы состоит в том, чтобы рассмотреть систему автоматического регулирования, а именно представить функциональную и структурную схемы САР,построить статические,переходные характеристики и ассимптотические ЛАЧХ и ЛФЧХ узлов САР,найти передаточную функции САР между скорость двигателя и заданием,между скорость двигателя и возмущением САР,определить статические ошибки САР,по критерии Гурвица определить устойчивость САР,построить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САР,изобразить приближенно переходной процесс в САР

1. Условие к работе

Одноконтурная САР скорости электродвигателя содержит регулирующий блок, тиристорный преобразователь, электродвигатель и тахогенератор. Передаточные функции этих узлов соответственно:

2. Исходные данные

,

,

,

Соответственно передаточные функции будут:

Задание:

1. Построить функциональную и структурную схемы САР;

2. Построить статические, переходные характеристики и асимптотические ЛАЧХ и ЛФЧХ узлов САР;

3. Охарактеризовать заданную САР и ее узлы, используя понятия ТАУ и классификацию САУ по характеру внутренних динамических процессов.

4. Найти передаточные функции САР между скоростью двигателя и заданием, между скоростью двигателя и возмущением, между ошибкой и заданием, между ошибкой и возмущением.

5. Определить статические ошибки САР по заданию и возмущению. Обоснованно ответить на вопрос: САР статическая или астатическая?

6. Найти характеристическое уравнение и проверить выполнение необходимого условия устойчивости САР;

7. По критерию Гурвица определить устойчивость САР и критический коэффициент усиления, при котором она еще устойчива;

8. Обоснованно ответить на вопрос: какие алгебраические критерии устойчивости можно использовать при анализе заданной САР;

9. Построить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САР, по которым определить запасы устойчивости замкнутой САР и ее граничный коэффициент усиления. Сравнить этот граничный коэффициент с аналогичным коэффициентом;

10. Используя понятие критического отрезка, обоснованно ответить на вопрос: заданная САР абсолютно или условно устойчива?

11. Обоснованно ответить на вопрос: какие частотные критерии устойчивости можно использовать при анализе заданной САР?

12. Изобразить приближено переходной процесс в САР.

3.Расчетная часть

1.Построение функциональной и структурной схемы САР.

Для построения САР необходимо разобрать функциональные назначения каждого из звеньев и расположить их в зависимости от назначения.

Регулирующий блок (РБ) позволят реализовывать любой стандартный закон регулирования, его применяют для управления технологическими процессами.

Тиристорный преобразователь (ТП) представляет собой устройство, преобразующие постоянное или переменное напряжение в переменное заданной частоты.

Электродвигатель (ЭД) электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую.

Тахогенератор(ТГ) измерительный генератор постоянного или переменного тока, предназначенный для преобразования мгновенного значения частоты (угловой скорости) вращения вала в пропорциональный электрический сигнал.

Рисунок 1. Функциональная схема САР

Структурную схему построим с уточнением передаточных характеристик звеньев САР и подробным отображением узлов.

Рисунок 2. Структурная схема САР

2.Построение статических, переходных характеристик и асимптотических ЛАЧХ и ЛФЧХ узлов САР.

Статические характеристики РБ,ТП,ЭД,ТГ:

Рисунок 3. Статическая характеристика РБ

Рисунок 4. Статическая характеристика ТП

Рисунок 5. Статическая характеристика ЭД

Рисунок 6. Статическая характеристика ТГ

Переходная характеристика для инерционных звеньев в общем виде описывается: , для без инерционного звена:

Переходная характеристика РБ:

Рисунок 7. Переходная характеристика РБ

Переходная характеристика ТП:

Рисунок 8. Переходная характеристика ТП

Переходная характеристика ЭД:

Рисунок 9. Переходная характеристика ЭД

Переходная характеристика ТГ: 5

Рисунок 10. Переходная характеристика ТГ

Построим логарифмические амплитуды, частотные и фазачастотные характеристики. Для начала рассчитаем значения ЛАЧХ при частоте равной нулю:

Рассчитаем значения частот сопряжения:

с^-1

с^-1

с^-1

Определим функции фаза частотных характеристик и построим их таблицу зависимости от частоты:

Таблица 1- Значения фазового сдвига

w рад/с	0	1	2	5	10	20	50	100	200	∞
	0	-28,8108	-47,7263	-70,0169	-79,6952	-84,8056	-87,9174	-88,9584	-89,4791	-90
	0	-1,2603	-2,51939	-6,2773	-12,4074	-23,7495	-47,7263	-65,556	-77,1957	-90
	0	-12,4074	-23,7495	-47,7263	-65,556	-77,1957	-84,8056	-87,3974	-88,698	-90
∑φ	0	-42,4785	-73,9952	-124,021	-157,659	-185,751	-220,449	-241,912	-255,373	-270

Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ: