Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

«Самарский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра Механизации Автоматизации и Энергоснабжения Строительства

Курсовая работа

по дисциплине: Теория автоматического управления

тема: Следящий электрический привод угла поворота исполнительного механизма с транзисторным широтно-импульсным преобразователем

Выполнил студент группы ЗТ-84

Потапов.Д.Ю.

Принял ассистент кафедры МАЭС

Коршунов.С.Ю.

«____» _________________ 2010г.

САМАРА 2010

Оглавление

Оглавление 1

Задание на курсовую работу. 3

1. Описание работы системы. 4

1.1. Устройство и принцип действия сельсинов. 4

1.2. Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока. 12

1.3. Устройство и принцип действия операционного усилителя. 16

1.4. Устройство и принцип действия редуктора. 20

1.5. Принцип действия транзисторного широтно-импульсного преобразователя (ШИП). Регулирование выходного напряжения посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ). 25

2. Структурная схема системы. Определение объекта управления, выходной координаты, управляющих и возмущающих воздействий. Основные звенья системы. 29

3. Уравнения движения и передаточные функции объекта управления по отношению к управляющему и возмущающему воздействию. 29

29

4. Уравнения движения и передаточные функции основных звеньев системы. 32

5. Передаточная функция системы в замкнутом и разомкнутом состоянии по отношению к управляющему воздействию. 35

Библиографический список. 36

Задание на курсовую работу. Вариант 3-5. Следящий электрический привод угла поворота исполнительного механизма с транзисторным широтно-импульсным преобразователем.

В соответствии с заданным вариантом необходимо рассмотреть систему автоматического управления с целью её дальнейшего проектирования.

Курсовая работа должна содержать:

1. Описание работы системы.

2. Структурная схема системы. Определение объекта управления, выходной координаты, управляющих и возмущающих воздействий. Основные звенья системы.

3. Уравнение движения и передаточные функции объектов управления по отношению к управляющему и возмущающему воздействиям.

4. Уравнение движения и передаточные функции основных звеньев системы.

5. Передаточные функции системы (разомкнутой и замкнутой) по отношению к управляющему и возмущающему воздействию.

Исходные данные.

Двигатель			ШИП		Редуктор	Усилитель	Сельсинная пара совместно с ФЧУ	Требуемые показатели качества
Кд, рад/В·с	Тэ, с	Тм, с	Кшип	τ, с	Кред	Ку	Ксп, В/рад	σ %	tп.пр, с
1,0	0,03	0,20	6	0,001	0,112	100	50	22	0,30

Рисунок №1 Электрическая схема системы автоматического управления.

1. Описание работы системы.

Системы регулирования положения представляют собой класс систем с чрезвычайно широким диапазоном назначений. Они находят применение в различных промышленных установках и работах в качестве систем наведения антенн, для стабилизации различных платформ в условиях качки оснований, на которых монтируется эти платформы, и т. п.

Контроль положения осуществляется с помощью датчиков, которые в аналоговой или дискретной форме дают информацию о перемещении рабочего органа механизма на протяжении всего пути. В качестве датчиков используются сельсины, вращающиеся трансформаторы, индуктосины, импульсные и цифровые датчики.

В нашем случае измерительным элементом являются сельсины, работающие в трансформаторном режиме. Сельсин – датчик (СД) связан с исполнительным органом (ИО), который приводится двигателем М через редуктор Р_Д.

Подача на вход управляющего воздействия, которым является поворот задающего сельсина (СЗ) на некоторый угол Θ₃ относительно, согласованного с сельсином-датчиком (СД), положения, вызывает появление на однофазной обмотке СД напряжения переменного тока U_С.Д., значение которого определяется значением угла рассогласования, а фаза – направлением поворота относительно согласованного положения, т. е. знаком угла.

Напряжение, появившееся на выходе регулятора положения, воздействует на вход контура скорости, и двигатель вращается, отрабатывая рассогласование до тех пор, пока не установится равенство Θ = Θ_З.

Параметрами, характеризующими неизменную часть контура положения, является передаточное число редуктора i, коэффициент передачи пары сельсинов К_СС, связывающий напряжение на выходе СД с угловым рассогласованием ΔΘ, и передаточный коэффициент фазочастотного усилителя К_ФЧУ.