Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина»

Уральский энергетический институт

Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине Теория автоматического управления

Тема: Расчет системы регулирования скорости электропривода

Вариант: 17

Задание на проект

В работе предполагается провести исследование автоматизированного электропривода постоянного тока, функциональная схема которого представлена на рис. 1.

	Рис 1 Функциональная схема электропривода

Схема включает два контура регулирования: внутренний - контур регулирования тока и внешний - контур регулирования скорости. В контур регулирования тока входят регулятор тока (РТ), тиристорный преобразователь (ТП), звено, учитывающее электромагнитную инерцию двигателя постоянного тока (Д1) и датчик тока (ДТ). Регулирование тока в контуре осуществляется регулятором тока РТ, который получает информацию о задачах управления i_з от регулятора скорости PC и информацию о результатах управления от датчика тока ДТ. Регулирование тока осуществляется в соответствии с пропорционально-интегральным законом управления регулятора тока. В контур регулирования скорости входят регулятор скорости PC, замкнутый контур регулирования тока, звено, учитывающее механическую инерцию двигателя постоянного тока (Д2), и датчик скорости ДС. Сигнал задания для системы в целом формируется задатчиком интенсивности ЗИ, обеспечивающим необходимый темп изменения скорости. В остальном принцип функционирования контура скорости аналогичен контуру тока. При необходимости ограничение тока якоря двигателя i может осуществляться нелинейной обратной связью в регуляторе скорости.

На основании функциональной схемы электропривода составляется структурная схема системы рис. 2, которая является основной исходной расчетной схемой.

	Рис 2 Структурная схема электропривода

Передаточные функции элементов системы:

− регулятор тока;

− тиристорный преобразователь;

− звено, учитывающее электромагнитную инерцию ДПТ;

− звено, учитывающее механическую инерцию ДПТ;

− датчик тока,

где

Т_я= 0,17 с -электромагнитная постоянная времени электропривода:

Т_м= 0,11 с - электромеханическая постоянная времени электропривода;

Т_μ= 0,01 с - постоянная времени фильтра на входе преобразователя;

ρ = 0,041 - сопротивление якорной цепи;

К_ДТ = 0,31 - коэффициент датчика тока;

К_П = 1,9 - коэффициент преобразователя;

К_ДС = 1 - коэффициент датчика скорости;

Т = 0,02 с - период дискретности цифрового регулятора скорости.

С = 0,1 мкФ - емкость конденсатора аналогового регулятора скорости.

Проектируемая система должна обеспечить следующие показатели качества переходного процесса при :

1) перерегулирование ;

2) время достижения максимума t_m = (0,15 … 0,2) с;

3}время переходного процесса t_n — (0,3 … 0,4) с.

Требуемый порядок астатизма - второй.

Реферат

В пояснительной записке изложено исследование автоматизированного электропривода постоянного тока.

Первая часть исследований - это математическое описание последовательное корректирующего устройства. Здесь представлены аналитическим и графическим методом частотные характеристики неизменяемой части системы, характеристики разомкнутой системы, производится синтез регулятора скорости, а также производится анализ качества полученной системы по реакции на ступенчатое управляющее воздействие.

Во второй части исследуется устойчивость и качество системы, т. е. определяются запасы устойчивости по амплитуде и по фазе, а также просчитывается реакция системы на ступенчатое изменение возмущающего воздействия и на трапецеидальное задающее воздействие.

Третья часть расчетов посвящена исследованию точности системы. Здесь вычисляется систематическая ошибка и проводится оценка степени влияния помех.

В четвертой части проводится конструктивный расчет корректирующего устройства: расчет принципиальной схемы аналогового регулятора скорости, расчет алгоритма работы, а также моделируются процессы в цифровой и аналоговой системе.

Пояснительная записка содержит: страниц- 32, рисунков – 25, таблиц- 1

Содержание

1.1 Определение передаточной функции неизменяемой части 6

1.2 Построение частотных характеристик объекта регулирования (неизменяемой части системы) 9

1.3 Построение желаемой частотной характеристики разомкнутой системы и синтез корректирующего устройства 12

1.4 Анализ качества по реакции на ступенчатое управляющее воздействие 13

2.1 Определение запасов устойчивости: 14

2.2 Построение реакции системы ω(t), i(t) на возмущающее воздействие – ступенчатое изменение i_с(t) =1(t) 15

2.3 Построение реакции системы ω(t), i(t) на типовое трапецеидальное задающее воздействие 17

3.1 Вычисление коэффициентов ошибок и систематических ошибок: 19

3.2 Оценка степени влияния помех 20

3.3 Оценка ошибок системы моделированием 21

4.1 Определение параметров непрерывного регулятора скорости: 26

4.2 Расчет алгоритма работы цифровою регулятора: 27

4.3. Анализ качества системы с цифровым регулятором скорости при ступенчатом изменении управляющего воздействия ω₃(t) = 1(t) 27