СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1 Анализ линейной системы 4

1.1 Описание принципиальной схемы системы 4

1.2 Составление функциональной схемы системы 5

1.3 Построение структурной схемы системы 6

1.4 Преобразование структурной схемы системы 7

1.5 Определение устойчивости системы по критерию Гурвица 8

1.6 Определение устойчивости системы по критерию Михайлова 9

1.7 Построение переходного процесса системы 10

1.8 Построение амплитудно-частотной характеристики системы 12

1.9 Построение логарифмической амплитудно-частотной характе-

ристики и логарифмической фазо-частотной характеристики 13

Заключение 17

Список использованных источников 18

ВВЕДЕНИЕ

Основная задача автоматизации состоит в том, чтобы обеспечивать полное или частичное исключение человека из процесса производства. Для того чтобы управлять требуемым объектом без непосредственного участия человека, создаются, моделируются и анализируются различные системы, чтобы на основе расчетов улучшить систему существующую или разработать принципиально новую. При этом анализируются устойчивость системы при различных возмущающих воздействиях различными методами, определяются запасы устойчивости, динамические и статические, косвенные и прямые характеристики.

Любые системы автоматического управление (САУ) можно разделить на линейные и не линейные, непрерывные и дискретные, детерминированные и стохастические, статические и астатические, цифровые и импульсные и так далее.

В данной курсовой работе будет исследоваться линейную и нелинейную системы электронного регулятора напряжения. Также будет проведено исследование устойчивости системы.

1 Анализ линейной системы

1.1 Описание принципиальной схемы системы

Рисунок 1 – Принципиальная схема электронного регулятора напряжения синхронного регулятора

Электронный регулятор напряжения (ЭРН) предназначен для регулирования напряжения синхронных генераторов большой мощности в условиях изменяющейся электрической нагрузки.

Функциональная схема ЭРН вклю­чает объект регулирования — синхронный генератор большой мощ­ности (СГ), подключенный к нагрузке; измерительный элемент с RС-четырехполюсником (ИЭЧ), представляющий собой при номи­нальном напряжении Ucr уравновешенный мост; корректирующий элемент гибкой обратной связи (ЭГОС); фазочувствительный усили­тель (ФЧУ), преобразующий сигнал разбаланса моста в соответствую­щий сдвиг фаз управляющего напряжения тиристоров тиристорного усилителя (ТУ). Электромашинный возбудитель СГ с обмоткой возбуждения служит исполнительным элементом регулятора.

Электронный регулятор напряжения является автоматической системой статического регулирования, то есть при изменении нагрузки на СГ для поддержания напряжения на номинальном уровне необ­ходимо устанавливать различные токи возбуждения.

1.2 Составление функциональной схемы системы

Функциональная схема – это схема, состоящая из функциональных элементов, которые показывают их функциональное назначение при автоматическом управлении технологическим процессом и связь между ними.

Функциональные элемент – условно выделенная часть САУ, выполняющая определённую функцию по реализации заданного алгоритма управления.

Рисунок 2 – Функциональная схема электронного регулятора напряжения синхронного регулятора

Объект регулирования синхронный генератор большой мощ­ности (ОР1,ОР2)

Измерительный элемент с RС-четырехполюсником (ИЭЧ)

Фазочувствительный усилитель (ФУ)

Тиристорный усилитель (ТУ)

Электромагнитный возбудитель (ЭВ)

Исполнительный элемент регулирования (ИЭ).

1.3 Построение структурной схемы системы

На Структурной схеме изображают звенья САР (которым ставят в соответствие передаточные функции звеньев или операторы выполняемых ими нелинейных преобразований), связи и узлы (точки разветвления связей).

W1(p) – схема на входе электронного регулятора напряжения, включаю щая трансформаторы Т1, Т2 и Т; W2(p) – измерительный элемент совместно с четырёхполюсником; W3(p) – фазочувствительный усилитель;

W4(p) – тиристорный усилитель регулятора; W5(p) – электромашинный возбудитель; W6(p) – объект регулирования - синхронного генератора;

W7(p) – элемент гибкой обратной связи.

Рисунок 3 - Структурная схема электронного регулятора напряжения синхронного регулятора

Передаточная функция схемы на входе электронного регулятора напряжения, включающая трансформаторы Т1, Т2 и Т:

.

Передаточная функция измерительного элемента совместно с четырёхполюсником:

Передаточная функция фазочувствительного усилителя:

.

Передаточная функция тиристорного усилителя регулятора:

.

Передаточная функция электромашинного возбудителя:

Передаточная функция объекта регулирования - синхронного генератора:

.

Передаточная функция элемента гибкой ОС:

.