курсовая работа / kursovaya_rabota
.doc
Южно-Уральский
Государственный Университет
Электротехнический факультет
Курсовая работа
По дисциплине: «Теория автоматического регулирования»
Выполнил: студент гр. 533
Проверил: преподаватель
2007
Задание на
курсовую работу
Система преобразования напряжения, подаваемого с пульта управления, в угол поворота руля судна содержит:
А)
Двигатель постоянного тока с управлением
по цепи возбуждения, развивающий момент
M=10
Н∙м
при I
=5
А, имеющий
на валу приведенный момент инерции
J=0,01
кг∙м
,
коэффициент демпфирования b=0,312
Н∙м∙с
Б)
Суммирующий усилитель мощности с
коэффициентом усиления К
=250
(предварительное
значение) и параметрами цепи возбуждения
двигателя L
=0,002
Гн,
R
=0,4
Ом
В) Понижающий редуктор с передаточным числом 50
Г) Датчик
угла (потенциометр) с крутизной К
=2
В/рад
Заданная
скорость δU
=0.6
В
1. Составить функциональную схему системы управления
Описание работы
Начальное
состояние системы U
=0,
U
=0,
,
,
,
двигатель не вращается. Пусть с пульта
управления на вход подают напряжение
,
на выходе усилителя мощности появляется
напряжение
,
двигатель, вращаясь поворачивает
нагрузку на угол
,
затем понижающий редуктор уменьшает
его и на выходе появляется угол
.
Процесс останавливается при
,
что соответствует повороту руля судна
на угол
.
2. Составить математическое описание системы управления
А) В виде передаточной функции звеньев и общей структурной схемы
1.Суммирующий усилитель мощности
;
Коэффициент
усиления
2. Двигатель постоянного тока с управлением по цепи возбуждения
/ bR
Получаем
(Н∙м/А)
Подставляем известные значения
3.
Понижающий редуктор
; Передаточное
число редуктора
4. Потенциометр
; Датчик
угла с крутизной
Общая структурная схема
Б) Передаточная функция разомкнутой системы
В) Передаточная функция замкнутой системы по управляющему воздействию
Г) Передаточная функция системы по ошибке управления
3.
Построить ЛЧХ разомкнутой системы, в
т.ч. асимптотическую ЛАЧХ, оценить запасы
устойчивости
Запасы устойчивости
По модулю
=19
дб
По фазе
=
50 град
4.
Определить значение К
:
А) Соответствующее границе устойчивости
S(0.005S+1)(0.032S+1)+0.1024K
=0
0.00016S
+0.005S²+0.032S²+S+0.1024K
=0
0.00016S³+0.037S²+S+0.1024K
=0
0.037∙1-0.00016∙0.1024K
=0
0.000016384K
=0.037
K
=2258
Б) Обеспечивающее двукратный запас устойчивости по модулю
К
=
В) Обеспечивающее запас по фазе не менее 45 град.
Для этого понижаем коэффициент на 11 дб, что соответствует 3.55 .
В результате получаем запас по фазе 45,7 град.
5.
Получить переходную характеристику
системы для К
по п.4в, оценить перерегулирование, время
переходного процесса по уровню 0,02
Время переходного процесса 0.18 сек.
6.
Рассчитать ошибку системы при заданной
скорости изменения
Система астатическая
7. Выводы:
Проанализировали систему преобразования напряжения, подаваемого с пульта управления, в угол поворота руля судна. Построили характеристики этой системы. Обеспечили запасы по фазе. Рассчитали скоростную ошибку системы.
Содержание
Задание на курсовую работу
-
Функциональная схема и описание работы системы
-
Математическое описание системы управления в виде:
А) Передаточной функции звеньев и общей структурной схемы
Б) Передаточной функции разомкнутой системы
В) Передаточной функции замкнутой системы по управляющему воздействию
Г) Передаточной функции по ошибке управления
3. ЛЧХ разомкнутой системы, в т.ч. асимптотическая ЛАЧХ, запасы устойчивости
4.
Определение значения К
:
А) Соответствующее границе устойчивости
Б) Обеспечивающее двукратный запас устойчивости по модулю
В) Обеспечивающее запас по фазе не менее 45 град.
5.
Получение переходной характеристики
системы для К
по п.4в, оценивание перерегулирования,
время переходного процесса по уровню
0,02
6. Ошибка
системы при заданной скорости изменения
7. Выводы