- •1 Введение.
- •2 Задание на курсовую работу.
- •3. Анализ исходных данных
- •4. Анализ процесса резания
- •5. Разработка структурной схемы сар.
- •6. Анализ устойчивости некорректированной сар.
- •7. Синтез сар с заданными показателями качества.
- •5 Выбор корректирующего устройства
- •8. Анализ качества сар.
- •9. Заключение.
- •10. Список литературы.
5. Разработка структурной схемы сар.
Структурную схему составим на основании функциональной схемы и схемы на рис. 1. Структурная схема неизменяемой части САР будет включать в себя все элементы САР, кроме корректирующих устройств.
Преобразователь энергии. С точки зрения динамики процесса ПЭ представляет собой апериодическое звено второго порядка с постоянными времени Т1 и Т2. Его передаточная функция имеет вид:
Wпэ(p)=, значения постоянных времени даны в таблицах, коэффициент Кпэ=Uc/10 В, Кпэ=44. Тогда Wпэ(p)=.
ПУ является линейным звеном. С точки зрения динамики является апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени Тпу=0, тогда Wпу(р)=Кпу/(Тпу*р+1),
Wпу(р)=Vном/n ном, Wпу(р)=30/1000=0.03
Датчик обратной связи, Wду(р)=Кду/(Тду*р+1),где Тду=0 тогда Wду(р)=5 В/Θ=5/720
Wду(р)=0.00694 В/0С
Процесс резания описывается уравнением:
Зависимость температуры от скорости имеет вид при ,
т.е. Θ=267*0.11^0.132*0.65^0.098*V^0.384=191.26*V^0.384:
Kпр=dΘ/dV при V=30 м/мин, тогда Кпр=9.038 0С/м/мин
Линеаризовав эту зависимость, получим: Θ=435+9.038*V, берём W(р)=9.038.
Тогда процесс резания можно представить в виде следующей схемы
К
К1
Где К-тангенс угла наклона касательной в рабочей точке, К=11.6. Θо-отклонение касательной от начала координат, Θо=3750С. Возмущения, действующие на систему- Δtп и ΔS. К1-коэффициент передачи при действии возмущений, К1=0.5.
Двигатель. Используя систему уравнений (2) двигателя, его структурную схему можно представить следующим образом:
Mc(p)
CMФ 1/(JP)
I(p) M(p) M-Mc ω
CeФ
1/Rя=1.7094 Тэ=Lя/Rя=0.0342
Сe=(Uн-Iян*Rя)/ωн Сm=J*ωн/Iя, где ωн=104,7 рад/с, Uн=440 В, J=0.23*3, Iян=Pн/(ή*Uя)=27.22
Се*Φ=4.05 См*Ф=0.096
Усилитель УС. Для обеспечения требуемых свойств САР его ткоэффициент принимаем Кус=1.9285, т.е. Wус(р)=1.9285, т.к. Δз=Δр/(1+Крс), где Δз=1.4%, Δр=8%, тогда Крс=4.71=Кус*Кпэ*Кд*Кпу*Кпр*Кду=0.518*Кус, откуда Кус=9.1.
Тогда структурная схема САР будет выглядеть следующим образом:
U
Wку(р) Wус(р) Wпр(р) Wпэ(р) Wпу(р) Wдв(р)
E
Wду(р)=0.00694
6. Анализ устойчивости некорректированной сар.
Анализ устойчивости произведём, используя логарифмические частотные характеристики, логарифмическим критерием устойчивости Найквиста. Для этого построим ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы.
Тогда: ЛАХ и ЛФХ
При анализе построенных ЛЧХ и ЛФХ видим, что нескорректированная система является устойчивой, однако имеет малое быстродействие и точность.
Следовательно, необходима коррекция САУ путем введения корректирующего устройства (КУ).