ФГБОУ ВПО «Чувашский Государственный Университет имени И.Н.Ульянова»

Кафедра: «Материаловедение и металлургических процессов»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

ТЕРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

«Система автоматического регулирования

поворотом рабочего органа»

Выполнил: ст. гр. МС-31-10

Москеев Н.В.

Проверил: Кулешов В.А.

Чебоксары 2015

Содержание

1. Введение………………………………………………………………………2

2. Конструктивная схема заданной САУ с исходными данными……………3

3. Функциональная схема САУ………………………………………………...5

4. Составление дифференциальных уравнений и вывод передаточных функций всех элементов. Выделение типовых динамических звеньев……..6

5. Структурная схема (модель) САУ…………………………………………..8

6. Реализация структурной схемы САУ на ЭВМ………………………….….9

7. Определение устойчивости заданной САУ ……………………………….10

8. Настройка чувствительности и определение основных показателей качества работы САУ…………………………………………………….…….14

9. Синтез САУ с учетом дополнительных условий и ее анализ…….………15

10. Выводы по работе и заключение………………………….………………19

Список литературы………………………………………………………… .21

Приложение …………………………………………………………………22

1. Введение

Совершенствование технологии и повышение производительности труда относятся к важнейшим задачам технического прогресса. Эффективное решение этих задач возможно при внедрении систем автоматического регулирования и управления как отдельными объектами и процессами, так и производством в целом. Поэтому изучение основ автоматического регулирования и управления предусматривается в настоящее время при подготовке студентов практически всех инженерных специальностей.

В результате изучения дисциплины «Теория управления» студент должен уметь анализировать производственный процесс с целью его автоматизации, определения управляемых и управляющих параметров, выбора отдельных элементов и устройств системы автоматического управления (САУ) объектом. Умение разделять САУ на основные функциональные элементы и составлять функциональные и структурные схемы способствует ясности представлений о физических процессах, происходящих в системе, и имеет большое значение для дальнейшего исследования и расчета систем.

Целью курсовой работы по дисциплине «Теория управления» является закрепление теоретических знаний и овладение навыками анализа и синтеза систем автоматического управления объектами на примере металлорежущих станков и промышленных роботов. При выполнении курсовой работы приобретается опыт разработки и расчета САУ производственными процессами и отдельными объектами в машиностроении.

2. Конструктивная схема заданной сау с исходными данными. Вариант 2 – Система автоматического регулирования поворотом рабочего органа робота

САУ предназначена для управления углом поворота рабочего органа робота с требуемой точностью.

САУ поворотом рабочего органа 1 робота (например, сварочного робота) состоит из гидродвигателя 2, гидравлического усилителя 3 и электрической части. Функции гидравлического усилителя 3 выполняет четырехкромочный золотник, с плунжером которого взаимодействует шестерня 4, зацепляющаяся с шестерней 5 гидродвигателя 2. Управляющий двигатель-задатчик 6 подключен к выходу усилителя 7 и на его валу имеется резьба, с помощью которого он связан с шестерней 4. В САУ входят также преобразователь угла 8 и сравнивающее устройство 9.

При работе САУ на вход сравнивающего устройства 9 поступает сигнал в виде напряжения U_З, вырабатываемый устройством управления по команде от ЭВМ. Устройство сравнения 9 выра­батывает сигнал ошибки U = U_З – U_О, где U_О - напряжение преоб­разователя угла 8.

Сигнал ошибки через усилитель 7 вызывает вращение двигателя 6. В исходном состоянии гидроусилитель (четырехкромочный золотник) находится в нейтральном положении и гидродвигатель 2 не вращается. Поворот выходного вала двигателя 6 вызовет перемещение шестерни 4 в осевом направлении и смещение плунжера золотника 3 из нейтрального положения. Гидродвигатель 2 приходит в движение, поворачивая рабочий орган 1, шестерню 5 и входной вал преобразователя угла 8. Поворот шестерни 5 вызывает вращение шестерни 4 и перемещение ее вместе с подпружиненным плунжером золотника 3 по винту двигателя 6 в сторону восстановления равновесия. Поворот вала преобразователя угла 8 вызывает изменение напряжения U_О так, что ошибка с выхода сравнивающего устройства 9 уменьшается. Таким образом, рабочий орган 1 будет поворачиваться до тех пор, пока не займет требуемого положения.

Значения данных приведены в таблице 1.