- •Оглавление.
- •1 Описание устройства и работы системы......................................................8
- •2 Расчёт элементов электронной схемы регулятора……............................10
- •3 Построение математической модели системы автоматического регулирования……………………………………………………......................13
- •4 Расчет настроек регулятора….......................................................................25
- •5 Анализ устойчивости системы.......................................................................33
- •6 Анализ качества системы регулирования……………...…………………37
- •7 Синтез системы с улучшенным быстродействием....................................44
- •Введение.
- •1 Описание устройства и работы системы.
- •2 Расчет элементов электронной схемы регулятора.
- •2.1 Расчёт делителя напряжения обратной связи.
- •2.2 Расчёт делителя напряжения задания.
- •2.3 Расчёт сравнивающего элемента.
- •2.4 Расчёт сумматора.
- •3 Построение математической модели системы автоматического регулирования.
- •3.1 Построение функциональной схемы системы.
- •3.1.1 Тиристорный регулятор мощности.
- •3.1.2 Электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения.
- •3.1.3 Пид-регулятор.
- •3.1.4. Тахогенератор, делитель напряжения обратной связи, фильтр.
- •3.1.5 Сравнивающее устройство регулятора.
- •3.2 Описание функциональных элементов передаточными функциями.
- •3.2.1 Электрический двигатель постоянного тока независимого возбуждения.
- •3.2.2 Тиристорный регулятор мощности.
- •3.2.3 Тахогенератор.
- •3.2.4 Делитель напряжения обратной связи.
- •3.2.5 Фильтр.
- •3.2.6 Расчет пид-регулятора.
- •3.3 Структурная схема и передаточная функция системы.
- •4 Расчет настроек регулятора.
- •4.1 Построение логарифмических характеристик без учёта настроек регулятора.
- •4.2 Построение логарифмической частотной характеристики системы с учётом пид-регулятора.
- •4.3 Построение логарифмической характеристики настроенной системы.
- •4.4 Реализация настроек регулятора.
- •5 Анализ устойчивости системы.
- •5.1 Оценка устойчивости системы по алгебраическому критерию Гурвица.
- •5.2 Построение области устойчивости в плоскости параметров Тм и kи.
- •6 Анализ качества системы регулирования.
- •6.1 Оценка качества системы по логарифмическим характеристикам.
- •6.2 Оценка качества системы прямым методом по графику переходного процесса.
- •6.3 Оценка вынужденной ошибки системы.
- •7 Синтез системы с улучшенным
- •7.1.2 Реализация последовательного корректирующего звена
- •Как видно он не существенно отличается от желаемого, следовательно, параметры подобраны верно.
- •7.2 Построение переходного процесса скорректированной системы и оценка качества системы.
- •Заключение.
- •Библиографический список.
6 Анализ качества системы регулирования……………...…………………37
6.1 Оценка качества системы по логарифмическим характеристикам......37
6.2 Оценка качества системы прямым методом по графику переходного процесса ……………………………………...................................................38
6.3 Оценка вынужденной ошибки системы………….………………..…...40
7 Синтез системы с улучшенным быстродействием....................................44
7.1 Синтез последовательного корректирующего звена...................................44
7.1.1 Построение желаемой ЛАХ и ЛАХ корректирующего звена….44
7.1.2. Реализация последовательного корректирующего звена............45
7.2 Построение переходного процесса скорректированной системы и
оценка качества системы......................................................................................48
Заключение...........................................................................................................52
Библиографический список…………………..………………………………53
Введение.
Объектом исследования в курсовой работе является автоматическая система регулирования скорости вращения вала электродвигателя постоянного тока с независимой обмоткой возбуждения. Принципиальная схема системы задана, а параметры элементов необходимо определить.
Целью работы является: исследование системы путем анализа ее устойчивости и качества, а также синтез системы с улучшенным быстродействием.
При исследовании используются методы анализа и синтеза обыкновенных линейных систем автоматического управления.
В процессе выполнения работы решаются следующие задачи:
построение математической модели системы в виде передаточной функций замкнутой системы и логарифмических частотных характеристик;
исследование устойчивости системы и приведение системы к устойчивости в случае неустойчивости исходного варианта;
исследование влияния на устойчивость системы некоторых заданных параметров путем построения ее области устойчивости в плоскости этих параметров;
построение переходного процесса в системе путем численного решения дифференциального уравнения на ЭВМ;
оценка качества системы с использованием графика переходного процесса и логарифмических частотных характеристик;
синтез последовательного корректирующего звена целью повышения быстродействия системы в 1,5 раза.
Заданные параметры системы:
Таблица 1
Двигатель | |||||||||
Тип |
Uном В |
Pном кВт |
Iном А |
nном об/мин |
nmax об/мин |
Rя Ом |
Lя мГн |
J кг·м2 |
ηном % |
2ПБ160М |
340 |
3,2 |
11,839 |
1000 |
2500 |
0,081 |
2,6 |
0,083 |
84 |
Таблица 2
Тахогенератор | |||
Тип |
nmax тг, об/мин |
S, В/(об/с) |
Iя, А |
ТГ- 041 |
3000 |
1,1 |
0,22 |
Таблица 3
Фильтр | |
R16, кОм |
C3, мкФ |
6,2 |
0,47 |
ηном– номинальный КПД двигателя.
Uном – номинальное значение напряжения подаваемое на обмотку возбуждения двигателя.
Pном – номинальное значение мощности которое двигатель способен отдать в нагрузку.
Iном – номинальный ток обмотки якоря двигателя.
nном– номинальные обороты двигателя.
nmax – максимальные обороты двигателя.
Rя,Lя – значения сопротивления и индуктивности якоря двигателя соответственно.
J– момент инерции вала двигателя.
nmax.тг – максимальные обороты тахогенератора.
Iя – максимальный ток тахогенератора, при котором напряжение снимаемое с его выводов будет пропорционально оборотам якоря.
S– коэффициент преобразования тахогенератора по напряжению.
С3, R16 – емкость и сопротивление электрического фильтра.