Министерство науки и образования Украины
Сумской Государственный университет
Кафедра ксу
Курсовая работа
по курсу:
“Теория автоматического управления”
по теме:
“Синтез системы подчиненного регулирования электропривода постоянного тока”
Вариант № 12
Выполнил студент Феськов Д.В.
группы СУ-62
Проверил преподаватель Журба В.О.
Сумы 2009
Содержание
Введение……………………………………………………………………………3
Задание………………………………………..……………………….…………...5
Расчет двигателя постоянного тока как объекта управления…………………..6
Расчет тиристорного преобразователя как усилителя
мощности……………………………………………………………………..…...11
Расчет датчиков электропривода……………………….……………………….13
Принцип синтеза системы подчиненного управления…………….……..……14
Расчет внутреннего контура на МО……………………..………………………16
Моделирование внутреннего контура на МО………………………..………....19
Расчет внутреннего контура на СО……………………………….…………….20
Моделирование внутреннего контура на СО…………………………………...23
Расчет внешнего контура на МО………………………………………..………24
Моделирование внешнего контура на МО…………….………………..……...27
Расчет внешнего контура на СО…………………………………….…..………28
Моделирование внешнего контура на СО………………………….…..………30
Расчет узла токоограничения…………………………………….………..…….30
Литература……………...……………………………………..…………………..32
Введение
В курсовой работе системой автоматического управления (САУ) принят привод, т.к. он является одним из самых распространенных объектов управления в задачах ТАУ. Целью данной работы будет регулирование энергии привода в таких пределах, что бы ее хватило рабочему органу машины для совершения механических движений с требуемой скоростью. Однако следует помнить про различные виды сопротивления, связанные с давлением, деформацией материалов, силами трения и т.д. Эти и другие факторы необходимо будет учесть при синтезе САУ. Синтез является важнейшим этапом проектирования и конструирования систем управления. В общем случае при проектировании системы необходимо определить алгоритмическуя и функциональную структуру, т.е. решить задачу полного синтеза. Алгоритмическую структуру системы находят при помощи математических методов и на основании требований, записанных в четкой математической форме. Синтез функциональной структуры или технический синтез заключается в выборе конкретных элементов с учетом их физической природы в согласовании статических и энергетических характеристик смежных элементов. Процессы определения алгоритмической и функциональной структуры тесно переплетаются друг с другом. Нередко их приходится выполнять по несколько раз, чередуя между собой. Окончательное решение о структуре системы принимается на основе компромисса между точностью и качеством, простотой и надежностью и другими показателями, т.е. синтез – многовариантный процесс. Заключительным этапом проектирования системы управления является параметрическая оптимизация – расчет настроечных параметров выбранного регулятора и корректирующих устройств синтезируемой части. После решения задачи синтеза обычно выполняют анализ синтезируемой системы: обладает ли вновь созданная система необходимыми показателями точности, устойчивости и качества. Если исходные требования выполняются не в полной мере, то уточняется и корректируется синтезируемая часть и вновь выполняется процедура анализа.
В процессе выполнения работы, при проектировании САУ, воспользуемся 2-мя критериями, получившими наибольшее распространение:
модульный оптимум (МО);
симметричный оптимум (СО).
Критерий МО, называемый так же амплитудным или техническим оптимумом, заключается в выполнении следующих требований по АЧХ замкнутой системы по каналу задания:
Характеристика как можно в более широком диапазоне частот должна быть горизонтальной и равной 1.
Наклонный участок АЧХ должен быть как можно более круто спадающим.
Таким образом критерий МО требует, что бы АЧХ системы приближалась по своим свойствам к идеальному фильтру низких частот.
Настройка по
критерию МО обеспечивает малое
перерегулирование (
<5%)
при высокой скорости протекания
переходного процесса.
Другой критерий
настройки получил название СО. Это
название связано с тем, что ЛАЧХ системы,
настроенной согласно этому критерию,
является симметричной относительно
частоты среза
.
Необходимость введения этого критерия
настройки может быть вызвана тем, что
при настройке на МО наша система будет
функционировать с показателями качества,
являющимися оптимальными, за исключением
того, что система будет иметь статическую
ошибку. Настройка на СО позволяет
избавиться от этой статической ошибки.
Система, настроенная на СО, имеет
оптимальные показатели качества: время
переходного процесса, точность и др.,
за исключением перерегулирования
,
которое может достигать 43%. Что бы
избавиться от этого недостатка,
последовательно к контуру регулирования
можно ввести компенсирующее звено.