Содержание
Введение 4
1 Раздел 1. Описание структуры и принципа работы системы 8
2 Раздел 2. Математическое описание системы 8
3 Раздел 3. Анализ автоматической системы регулирования 8
3.1 Исследование АСР по критерию Гурвица 8
3.2 Исследование АСР по критерию Михайлова 8
3.3 Исследование АСР по критерию Найквиста 8
3.4 Исследование АСР по логарифмическому критерию 8
3.5 Статическая ошибка АСР 8
4 Раздел 4. Синтез автоматической системы регулирования 8
4.1 Расчет передаточной функции корректирующего звена 8
4.2 Исследование скорректированной АСР по критерию Гурвица 8
4.3 Исследование скорректированной АСР по критерию Михайлова 8
4.4 Исследование скорректированной АСР по критерию Найквиста 8
4.5 Исследование скорректированной АСР по логарифмическому критерию 8
4.6. Построение структурной модели системы 8
5 Раздел 5. Исследование АСР в среде Simulink 8
Заключение 8
Список использованной литературы 8
ВНИМАНИЕ!!!! ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ!!!! РАБОТАТЬ со включенными непечатаемыми символами «¶».
Лист содержания идет 3-м листом ПЗ после тит. листа и листа задания.
На странице содержания рамка 40 мм, на последующих должна быть тоненькая рамка 15мм как в образце!!!
Под данным текстом расположен разрыв раздела, который ни каким образом не должен попасть на следующую страницу, иначе поедет автонумерация в рамках, но в принципе можно подправить руками!!!!
обязательно внедрить шрифты Gost type A и B в Windows иначе текст в рамках будет отображаться некорректно.
Рамки расположены в колонтитулах, для их редактирования кликаем 2 раза по основной надписи.
РАМКИ НЕ СДВИГАТЬ!!!
Рамки немного уменьшил по сравнению со стандартом, для того чтобы любой принтер смог их полностью отпечатать
Здесь разрыв раздела, включите непечатаемые символы «¶»!!!
Введение
Привести определения автоматического управления и фундаментальных принципов управления.
В курсовой работе по теории автоматического управления (ТАУ) требуется провести анализ и синтез автоматической системы регулирования (АСР), содержащей контур с жесткой отрицательной обратной связью. Вкратце описать назначение системы….
Описать цель курсовой работы, суть анализа и синтеза, методики, используемые в работе.
Выполнение работы позволит студентам получить навык исследования одноконтурных систем управления на устойчивость различными классическими способами. Курсовая работа выполняется в течение семестра и способствует закреплению знаний и умений по дисциплине «Теория автоматического управления».
Раздел 1. Описание структуры и принципа работы системы
Согласно принципиальной схеме …
АСР является статической, поэтому работает со статической ошибкой, которая не должна превысить заданной величины.
Рис. 1.1. Принципиальная схема системы стабилизации угловой скорости ДПТ
В таблице 1 приведены значения коэффициентов математических моделей элементов системы.
Таблица 1. Исходные значения коэффициентов системы
№ Варианта |
Т1, с |
ТМ, с |
ТЯ, с |
K1, В/в |
KД, Рад/Вс |
Kf, Рад/ сим |
KТГ, Вс/рад |
KЭУ, В/В |
Мсном, Н·м |
ωдном, рад/с |
Δωдст рад/с |
|
0,2 |
0,15 |
0,035 |
0,5 |
1,3 |
6,6 |
0,36 |
10 |
9,0 |
200 |
3,00 |
|
Постоянная времени генератора |
Электромеханическая постоянная времени двигателя |
Электромагнитная постоянная времени двигателя |
Передаточный коэффициент генератора |
Передаточный коэффициент двигателя по управляющему воздействию |
Передаточный коэффициент двигателя по возмущающему воздействию |
Передаточный коэффициент тахогенератора |
Передаточный коэффициент электронного усилителя |
Номинальный момент сопротивленияна валу двигателя |
Номинальная угловая скорость |
Требуемая статическая ошибка системы |
Раздел 2. Математическое описание системы
Для проведения анализа системы необходимо составить математическую модель АСР, которая будет состоять из передаточных функция отдельных звеньев. При математическом описании воспользуемся методами декомпозиции и композиции системы.
Согласно типовой структуре автоматической системы регулирования (рис. 2.1) объектом управления ОУ в данной системе является …. [**].
Рис. 2.1. Типовая структурная схема автоматической системы регулирования
Таким образом, на основании приведенного описания, можно составить структурную схему автоматической системы стабилизации угловой скорости ДПТ (рис. 2.2). Каждое звено имеет свое математическое описание в виде дифференциального уравнения или передаточной функции.
Рис. 2.2. Блок–схема системы стабилизации угловой скорости ДПТ
Дифференциальные уравнения звеньев системы могут быть составлены с применением известных в электромеханике законов [**]:
1. ЭУ – электронный усилитель:
, (2.1)
где kЭУ – коэффициент электронного усилителя.
2. Г – генератор:
(2.2)
; (2.3)
; (2.4)
, (2.8)
где k1 – коэффициент генератора; Т1 – постоянная времени генератора; Lв и Rв – индуктивность и сопротивления обмотки возбуждения генератора; RМ – магнитное сопротивления обмотки возбуждения генератора; Се – электрическая постоянная генератора; ωГ – угловая скорость вращения якоря генератора; wв – число витков обмотки возбуждения генератора; Ф – магнитный поток, наводимый в обмотке возбуждения генератора; Iв – ток обмотки возбуждения генератора.
3. М – двигатель постоянного тока:
(2.4)
; (2.5)
; (2.6)
; (2.7)
; (2.8)
, (2.9)
где kД – коэффициент двигателя по управляющему воздействию, kf – коэффициент двигателя по возмущающему воздействию, ТМ – электромеханическая постоянная времени двигателя, ТЯ – электромагнитная постоянная времени двигателя; Lя и Rя – индуктивность и сопротивления обмотки якоря двигателя; Iя – ток обмотки якоря двигателя; ЕД – ЭДС якоря двигателя; Ф – магнитный поток, наводимый в обмотке якоря двигателя; Се – электрическая постоянная двигателя; См – магнитная постоянная двигателя; JД – момент инерции двигателя; МД – активный момент на валу двигателя.
4. ТГ – тахогенератор:
. (2.6)
где kТГ – коэффициент тахогенератора.
По уравнениям звеньев АСР получим их передаточные функции. Понятие передаточная функция является наиболее важной категорией в теории автоматического управления и регулирования. Передаточная функция является своего рода математической моделью АСР, т.к. полностью характеризует динамические свойства системы.
Передаточной функцией называется отношение изображения выходного сигнала Y(p) к изображению входного воздействия X(p) при нулевых начальных условиях [**]:
, (2.7)
где р – оператор Лапласа.
Передаточные функции звеньев системы получаем, используя определение передаточной функции и выражение (2.5):
1. ЭУ – электронный усилитель:
. (2.8)
2. Г – генератор:
; (2.9)
. (2.10)
3. М – двигатель постоянного тока:
Уравнение двигателя постоянного тока в операторной форме имеет вид:
. (2.11)
Для двигателя постоянного тока входным воздействием является напряжение UД, возмущающим воздействием момент MН, а выходным угловая скорость ωД (рис. 2.1), таким образом можно применить принцип наложения (суперпозиции) и выделить следующие два случая:
сигнал MН (p) = 0;
сигнал UД (p) = 0.
Тогда, для двигателя постоянного тока, имеющего входы по управлению и по возмущению, можно определить две передаточные функции
по управлению:
; (2.12)
по возмущению:
. (2.13)
Тогда, общая передаточная функция двигателя постоянного тока:
. (2.14)
4. ТГ – тахогенератор:
. (2.15)