МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
ГБОУ СПО Тверской машиностроительный колледж
Управление в технических системах.
Автоматика
Методические указания
для выполнения контрольной работы №1
с теоретическими сведениями и примером выполнения
для студентов-очников
41, 45, 49 Групп
Тверь 2013
Анализ, разработка и моделирование линейной системы управления
Разделы заданий на контрольную работу
Изучение системы управления (СУ) и анализ объекта управления
В данном разделе студенту необходимо:
Привести и описать схему СУ, раскрыть принципы её построения и работы.
Определить, что в системе управления является: объектом, управляемой величиной, управляющим воздействием, возмущением, регулирующим органом (при наличии данных элементов). Дать определения.
Установить принцип работы системы управления (разомкнутый, разомкнутый по возмущению, замкнутый по отклонению, либо комбинированный). Отнести СУ к классификациям (непрерывная или релейная; прямого или косвенного управления; система стабилизации, программная или следящая система). Дать определения и основные характеристики выбранного принципа управления и классификации.
Разработка и составление функциональной схемы СУ
Во втором разделе требуется:
Осуществить обзор технических средств для СУ (датчики, задающие и сравнивающие органы, усилители, исполнительные органы).Определить требования к элементам системы.
Составить функциональную схему системы.
Моделирование и анализ динамической характеристики системы управления
Для выполнения данного раздела надо:
Составить передаточные функции составляющих СУ по дифференциальным уравнениям, классифицировать полученные динамические звенья и привести их основные характеристики. Разработать структурную схему.
Смоделировать структурную схему в программном пакете (например, МВТУ) и получить переходный процесс на выходе системы.
Определить по графику переходного процесса устойчивость и прямые показатели качества.
Варианты заданий
Вариант 1
Название СУ: система управления напряжением синхронного генератора.
Значения параметров элементов СУ:
=1,2
с;
=30;
=1,64
В/А;
=0,001;
=2,34;
=
1... 35;
=0,15
с; b=1,17;
=2;
=0,5
с;
=2;
=5;
I=1.
Варианты 2 – 6
Название СУ: система управления угловой скоростью гидротурбины.
Значения параметров элементов СУ:
Вариант |
|
|
|
|
|
Р, кВт |
|
|
|
2 |
4 |
8 |
0,08 |
1 |
80 |
100 |
0,02 |
0,005 |
0,02 |
3 |
3,5 |
8 |
0,08 |
1 |
100 |
80 |
0,019 |
0,004 |
0,02 |
4 |
4,1 |
8 |
0,08 |
1 |
90 |
70 |
0,018 |
0,003 |
0,02 |
5 |
4,2 |
8 |
0,08 |
1 |
85 |
90 |
0,017 |
0,002 |
0,02 |
6 |
4,5 |
8 |
0,08 |
1 |
100 |
95 |
0,016 |
0,002 |
0,02 |
Варианты 7 – 11
Название СУ: система управления давлением в ресивере
Значения параметров элементов СУ:
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1,3 |
5 |
0,2 |
0,045 |
0,5 |
0,5 |
400 |
1 |
0,5 |
20 |
0,01 |
2 |
8 |
1,2 |
5 |
0,25 |
0,04 |
0,5 |
0,5 |
360 |
2 |
0,5 |
30 |
0,01 |
2 |
9 |
0,6 |
5 |
0,34 |
0,022 |
0,5 |
0,5 |
380 |
3 |
0,5 |
25 |
0,01 |
2 |
10 |
0,15 |
5 |
0,25 |
0,035 |
0,5 |
0,5 |
340 |
1,5 |
0,5 |
24 |
0,01 |
2 |
11 |
0,7 |
5 |
0,3 |
0,04 |
0,5 |
0,5 |
320 |
1,2 |
0,5 |
22 |
0,01 |
2 |
Варианты 12 – 16
Название СУ: система управления температурой в печи
Значения параметров элементов СУ:
Вариант |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
2 |
50 |
2 |
0,8 |
5 |
0,05 |
0,02 |
50 |
0,06 |
13 |
1,8 |
50 |
2 |
0,8 |
4 |
0,04 |
0,02 |
60 |
0,06 |
14 |
1,7 |
50 |
2 |
0,8 |
3 |
0,03 |
0,02 |
70 |
0,06 |
15 |
1,6 |
50 |
2 |
0,8 |
5 |
0,02 |
0,02 |
60 |
0,06 |
16 |
1,5 |
50 |
2 |
0,8 |
6 |
0,015 |
0,02 |
60 |
0,06 |
Для
всех вариантов
= 7% от установившегося значения управляемой
величины. Более подробная информация
о системе управления, её элементах, а
также схема и дифференциальные уравнения
приведены в Приложении 1.