Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Моделирование систем управления. Учебно-методическое пособие
.pdf
2 Требования к курсовой работе
2.1 Примеры заданий на курсовую работу
Примерныевариантызаданийна курсовуюработуприведены
втаблицеприложенияБ.
Тема курсовой работы: «Синтез системы управления
асинхроннымэлектроприводомскороткозамкнутымротором».
Задание: настроить регуляторы в контурах регулирования
потокосцепления ротора ψ
валадвигателяω
.
m
Исходныеданные:
- активные сопротивлениястаторнойи роторной обмотокR
,Ом;
R
R
- собственныеиндуктивностистатораиротораL
- взаимнаяиндуктивностьмеждустаторомироторомL
- моментинерциинавалумашиныJ,кг·м
- числопарполюсовρ.
2.2 Требования к выполнению курсовой
работы
Вкурсовойработеобязательнымявляетсявыполнение:
1)расчетнойчасти:
- математическое описание обобщенной асинхронной
машины;
- уравненияАКЗвовращающейсясистемекоординат;
- преобразование дифференциальных уравнений АКЗ в
передаточныефункции;
- передаточныефункциирегулятороввконтуререгулирования
потокосцепления ротора, тока статора, угловой скорости вращения
валадвигателя;
- расчетпараметроврегуляторов;
2)графическойчасти:
- схемамоделиАКЗвпрограммеMatlab;
- графики переходных процессов в контурах регулирования
потокосцепления ротора, токастатораиугловойскорости вращения
валадвигателя.
C правилами построения математических моделей в среде
Matlabможноознакомитьсявпособиях[5,6].
, тока статора iSy и скорости вращения
Rx
,LR,Гн;
S
,Гн;
m
41
2
;
S
,
Курсоваяработадолжнавкраткойичеткойформераскрывать
творческий замысел работы, при необходимости сопровождаться
схемами, иллюстрациями и т.п., содержать методы исследования,
методикурасчетовимоделирования.
Общими требованиями к оформлению курсовой работы
являются:
1)обоснованностьрекомендацийипредложений;
2)убежденностьаргументации;
3)краткостьиточностьформулировок;
4)корректностьизложениярезультатовработы;
5)четкость и логическая последовательность изложенного
материала.
Курсоваяработасдаетсявпечатномвиде.
Номер варианта задания курсовой работы определяется
номеромзаписифамилиистудентавжурналепреподавателя.
2.3 Требования к оформлению курсовой
работы
КурсовуюоформляютвсоответствиисГОСТ7.32–2001[3]на
страницах форматаА4,текстпечатаетсянакомпьютере,гарнитурой
Times New Roman, шрифт не менее 12 пт., через 1,5 интервала,
с выравниванием по ширине. Титульный лист оформляется в
соответствиесприложениемВ.
Страницы нумеруются арабскими цифрами. В общую
нумерациювходятвселисты.Натитульномлистеномерастраницне
ставятся.
Числоиллюстрацийдолжнобытьдостаточнымдляпояснения
излагаемого текста. Нумерация страниц ставится сквозная, рисунки
впределахраздела.Например,рисунки1.1,1.2соответствуетпервой
части работы, рисунки 2.1, 2.2 – второй и т.д. Рисунок помещается
послепервогоупоминаниявтексте.
Таблицы в тексте могут иметь заголовки, их нумеруют в
пределах раздела. На все таблицы и рисунки, помещенные в тексте
курсовойработы,необходимоуказыватьссылки.
Ссылки должныбыть и на использованнуюлитературу, перечень которой приводится в последней части, с указанием названия
учебника или учебного пособия, фамилии и инициалов авторов,
издательстваигодаиздания.
42
Оглавление дается на отдельном листе и помещено перед
индивидуальным заданием. Наименование разделов и подразделов
приводятсуказаниемномеровстраниц, на которыхразмещаетсяих
начало.
2.4 Требования к защите и оценке курсовой
работы
Для защиты курсовой работы требуется оформить ее в
печатном виде в соответствии с требованиями, изложенными в
подразд.2.2и2.3,подготовитьсяк ответуна контрольныевопросы,
приведенныевразд.3.
Студенты,несдавшиекурсовуюработувустановленныйсрок,
продолжаютработать над ней в соответствиес порядком,принятым
кафедрой.
43
Контрольные вопросы
к защите курсовой работы
1 Какими уравнениями описывается обобщенная
асинхроннаямашина?
2 Как привести уравнения асинхронного двигателя из
векторнойформывскалярную?
3 Какая система координат используется при составлении
моделиасинхронногодвигателя?
4 Чтотакоевекторноеуправлениеасинхроннымдвигателем?
5 Как составить модель асинхронного двигателя во
вращающейсясистемекоординат?
6 Как перейти от системы дифференциальных уравнений,
которымиописываетсядвигатель,кпередаточнымфункциям?
7 Как можно компенсироватьперекрестные связи всистеме
уравненийэлектродвигателя?
8 Назовите контуры регулирования в САУ асинхронным
двигателем.
9 Назовите алгоритм настройки контуров регулирования в
САУасинхроннымдвигателем.
10 Какие методы настройки регуляторов применяются для
САУасинхроннымдвигателем?
11 В чем отличие настройки регуляторов на «модульный
оптимум»отнастройкина«симметричныйоптимум»?
12 Чем определяется качество переходных характеристик
асинхронногодвигателя?
13 Какие типы регуляторов позволяет настраивать блок
«PIDtuner»вMatlab?
14 Каким образом с помощью блока «PID tuner» в Matlab
можноизменитьперерегулированиеивремярегулированиявСАУ?
15 НазовитепоказателикачествапереходногопроцессавСАУ,
ограничениянакоторыезадаютсявблоке«SignalConstraint»Matlab».
44
Заключение
В результате выполнения курсовой работы студенты
получат следующие общепрофессиональные компетенции (ОПК) и
профессиональныекомпетенции(ПК):
ОПК-4 – исследования: способность осуществлять поиск
информации, используя научные базы данных, национальные
стандарты и технические регламенты, нормы безопасности и
другие источники, а также осуществлять моделирование, анализ
и экспериментальные исследования для решения проблем в
профессиональнойобласти.
ПК-3-2 – способность выполнять эксперименты на
действующих объектах по заданным методикам и обрабатывать
результаты с применением современных информационных
технологийитехническихсредств.
ПК-3-3 – способность проводить вычислительные
экспериментыс использованием стандартныхпрограммных средств
с целью получения математических моделей процессов и объектов
автоматизациииуправления.
Такжестудентбудет:
- знатьнауровнезнакомстваипониманияпринципыиметоды
построения(формализации)иисследованияматематическихмоделей
систем,ихформыпредставленияипреобразования;
- уметь применять принципы и методы построения
моделей, методы анализа, синтеза и оптимизации при создании и
исследованиисредствисистемуправления;использоватьпринципы
и методы математического моделирования при разработке систем
автоматизациииуправления;
- владеть на уровне некоторого опыта деятельности по
применению принципами и методами моделирования, анализа и
синтеза и оптимизации систем и средствавтоматизации,контроляи
управления.
45
Список использованных источников
1 Макаров,В.Г.Модельтрехфазногоасинхронногодвигателя
скороткозамкнутымроторомвпакетеMatlab[Текст]//В.Г.Макаров,
В.А. Гусельников Вестник технологического университета. 2016.
Т.19.№10.С.109–112.
2 Герман-Галкин,С.В.Проектированиемехатронныхсистем
наПК[Текст]:учеб.пособие/С.В.Герман-Галкин.СПб.:КОРОНАВек.2008.368с.
3 ГОСТ7.32–2001Отчетонаучно-исследовательскойработе.
Структураиправилаоформления[Текст]М.:Из-востандартов.
4 Давидов, Д.Б. Автоматическая оптимизация Simulink
моделей и регуляторов. URL: http://portalnp.ru/wp-content/
uploads/2013/10/05.01_MATLAB.-Simulink-Response-Optimization_
Ed_2.pdf(датаобращения:15.08.2017).
5 Дьяконов, В.П. Simulink. Самоучитель [Текст] /
В.П.Дьяконов.М.:ДМКПресс.2015.782с.
6 Черных, И.В. Simulink: Инструмент моделирования
динамических систем. URL: http://matlab.exponenta.ru/simulink/book1
(датаобращения:15.08.2017).
7 Исследование статических идинамических характеристик
асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в пакете
MatLab : метод. указания /сост. Н.М. Марченко. Владивосток :
Дальневост.федерал.ун-т.2014.21с.
8 Калачев,Ю.В.Векторноерегулирование(заметкипрактика)
[Текст]/Ю.В.Калачев:метод.пособие.М.:ЭФО2013.63с.
9 Певзнер, Л.Д. Теория систем управления [Текст] /
Л.Д.Певзнер.М.:Лань.2013.440с.
10 Певзнер, Л.Д. Практикум по теории автоматического
управления [Текст] : учеб. пособие / Л.Д. Певзнер. М. : Высш. шк.
2006.250с.
11 ФилипповА.В.,КосолаповМ.А.,МасловИ.А.,ТарасоваГ.И.
Автоматизированная настройка ПИД-регулятора для объекта
управления следящей системы с использованием программного
пакета MATLAB Simulink URL: http://3minut.ru/images/PDF/2015/18/
avtomatizirovannaya-nastrojka.pdf(датаобращения:15.08.2017).
12 Хитров, А.И. Системы управления электроприводов
[Текст]:программаиметод.указания/А.И.Хитров.Псков:Изд-во
ППИ.2009.92с.
46
Приложение А
Обозначение параметров САУ АКЗ в Matlab
Параметр
АКЗ
Rs
R
L
L
T’
kпψ
r
L
s
L
r
m
k
r
r
s
’
T
r
s
ρ
J
Обозначение
Примечание
вMatlab
Rs Активноесопротивлениеобмоткистатора,Ом
Rr Активноесопротивлениеобмоткиротора,Ом
Ls Индуктивностьобмоткистатора,Гн
Lr Индуктивностьобмоткиротора,Гн
Lm Взаимнаяиндуктивность,Гн
kr Параметризформулы(1.2.17)
r Параметризформулы(1.2.17)
Ls_ Параметризформулы(1.2.17)
Tr Постояннаявремени,с
Ts_ Постояннаявремени,с
p Числопарполюсов
J Моментинерцииротора,приведенныйквалумашины,
2
кг·м/c
kp Коэффициентпропорциональностирегуляторапотокос-
цепленияротора
иψ ki Коэффициентинтегрированиярегуляторапотокосцепле-
k
нияротора,1/с
k
пi
kpi Коэффициентпропорциональностирегуляторатока
статора
k
иi
k
пω
kii Коэффициентинтегрированиярегуляторатокастатора,1/с
kpw Коэффициентпропорциональностирегулятораугловой
скоростивала
k
иω
kiw Коэффициентинтегрированиярегулятораугловойскоро-
стивала,1/с
u
u
i
Sx
i
Sy
ψ
ω
ω
J(e)
Sx
Sy
usx
usy
isx
isy
Rx
k
m
frx Потокосцеплениеротора,Вб
wk Угловаяскоростьсистемыкоординат,рад/с
wm Угловаяскоростьваламашины,рад/с
Je Квадратичныйфункционалотошибкивходноговоздей-
Напряжениеобмоткистаторапоосиx,В
Напряжениеобмоткистаторапоосиy,В
Токвобмоткестаторапоосиx,А
Токвобмоткестаторапоосиy,А
ствия
J(e’)
Je_ Квадратичныйфункционалотпроизводнойошибки
входноговоздействия
47
Приложение Б
Примерные варианты заданий на курсовую работу
Номер
варианта
Типэлектро-
двигателя
R
S
R
R
L
L
S
L
R
m
1 4А71В2У3 11,293 5,883 0,541 0,549 0,526 0,011 1
2 4А80А2У3 5,459 3,122 0,362 0,368 0,352 0,0018 1
3 4А80В2У3 3,538 2,240 0,279 0,284 0,272 0,0021 1
4 4А90L2У3 2,535 1,628 0,265 0,269 0,258 0,0035 1
5 4А100S2У3 1,477 0,969 0,205 0,209 0,201 0,0059 1
6 4А132S6У3 1,140 0,673 0,075 0,077 0,071 0,040 3
7 4А132S4У3 0,677 0,453 0,096 0,098 0,092 0,028 2
8 4А160S6У3 0,696 0,276 0,066 0,067 0,063 0,140 3
9 4А132M4У3 0,419 0,304 0,071 0,072 0,068 0,040 2
10 4А160S4У3 0,345 0,180 0,066 0,067 0,064 0,100 2
11 4А160M4У3 0,253 0,142 0,058 0,059 0,056 0,130 2
12 4А180M6У3 0,327 0,146 0,039 0,040 0,037 0,220 3
13 4А200L6У3 0,176 0,082 0,032 0,033 0,031 0,450 3
14 4А250S6У3 0,095 0,037 0,022 0,022 0,021 1,200 3
15 4А250M6У3 0,071 0,029 0,016 0,016 0,015 1,300 3
16 4А280S6У3 0,049 0,031 0,013 0,013 0,012 2,900 3
17 4А315S8У3 0,028 0,022 0,007 0,007 0,007 4,900 4
18 4А315S6У3 0,028 0,019 0,009 0,009 0,009 4,000 3
19 4АА50А2У3 97,617 87,983 3,768 3,897 3,577 2,5·10
20 4АА50В2У3 56,566 59,794 2,716 2,814 2,592 2,8·10
21 4АН200M2У3 0,057 0,039 0,019 0,020 0,019 0,160 1
22 4А71В8У3 40,847 37,709 0,642 0,682 0,536 0,0019 4
23 4А80А8У3 26,687 20,232 0,502 0,547 0,431 0,0034 4
24 4А80В8У3 16,716 13,278 0,352 0,383 0,301 0,0041 4
25 4А90LА8У3 10,290 7,320 0,259 0,286 0,224 0,0067 4
J ρ
–5
–5
1
1
48
Приложение В
Пример оформления титульного листа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
Кафедра Автоматизации
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине: «Моделирование систем управления»
на тему:
«Синтез системы управления асинхронным электроприводом с
короткозамкнутым ротором»
Курсовую работу выполнил студент
Иванов И.И.
(фамилия и инициалы)
Учебная группа АУ-15-1
Руководитель курсовой работы:
Доцент Осипова Н.В.
(ученое звание, фамилия и инициалы)
Москва 2017
49
Учебное издание
Осипова НинаВитальевна
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Учебно-методическое пособие
РедакторН.Э. Хотинская
КомпьютернаяверсткаА.Л. Бабабекова
Подписановпечать10.04.19 Уч.-изд.л.3
Формат60×90
Национальныйисследовательский
технологическийуниверситет«МИСиС»,
119049,Москва,Ленинскийпр-т,4
ИздательскийДомНИТУ«МИСиС»,
119049,Москва,Ленинскийпр-т,4
Тел.8(495)638-44-06
Отпечатановтипографии
ИздательскогоДомаНИТУ«МИСиС»,
119049,Москва,Ленинскийпр-т,4
Тел.8(495)638-44-16,8(495)638-44-43
1
/
16
Электроннаяверсия
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]