Содержание

СОДЕРЖАНИЕ 2

ВВЕДЕНИЕ 3

1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 4

2 ВЫБОР И РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ 6

2.1 Выбор микропроцессора 6

2.2 Выбор усилителя 7

2.3 Выбор стопорно-регулирующих клапанов 8

2.4 Выбор датчика числа оборотов 8

3 РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ФУНКЦИИ СИСТЕМЫ И ПРОВЕРКА ЕЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ 10

4 ПОСТРОЕНИЕ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ 12

5 ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ ЛАЧХ И ЛФЧХ НЕИЗМЕНЯЕМОЙ ЧАСТИ 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 18

ПРИЛОЖЕНИЯ 19

1. Структурная схема системы автоматического регулирования 19

частоты вращения ТГ 20 19

2. Функциональная схема системы автоматического регулирования частоты вращения ТГ 21 19

3. Логарифмическая и фазочастотная характеристики системы 22 19

4. Переходный процесс системы 23 19

Введение

Рынок электроники широкого применения в России постоянно расширяется, и новое время диктует новые стандарты оборудования. Пришло время всерьез браться за развитие электроники. Но как это сделать, не имея больших капиталов? Для этого надо наладить выпуск пользующейся спросом продукции при малых затратах на его организацию. Одну из таких возможностей предоставляют изделия на базе современных микроконтроллеров.

Как правило, изделия выполненные на базе микроконтроллеров отличаются простой схемотехникой, надежностью, технологичностью. Они должны иметь низкую стоимость и обеспечивать возможность безболезненной модификации выполняемых функций.

Часто при разработке таких электронных устройств приходится увязывать противоречивые требования:

• простоту схематики при большом выборе выполняемых функций;

• малое энергопотребление при высоком быстродействии;

• малые затраты на подготовку производства для обеспечения серийного выпуска изделий.

Целый ряд современных микроконтроллеров отвечает таким требованиям. Разработка изделий с их применением не требует больших капиталовложений и специального оборудования, может быть выполнена достаточно быстро и принести хорошие коммерческие результаты.

1 Техническое задание

Необходимо разработать систему автоматического управления числом оборотов турбогенератора ТГ1-1000/1500.

Регулирование оборотов осуществляется стопорно-регулирующими клапанами (СРК). Число оборотов в номинальном режиме составляет 1500 об/мин.

Используем классическую систему управления с обратной связью. Для обеспечения работы такой системы необходимо измерять регулируемый параметр, сравнить его с заданным значением, определить величину ошибки и ее знак; рассчитать по выбранному алгоритму управления управляющее воздействие; подать управляющее воздействие через исполнительный механизм на объект управления.



U

U

U

Рисунок 1 – Функциональная схема системы автоматического регулирования частоты вращения ТГ

Рассмотрим функциональную схему регулятора (рисунок 1):

Измерение частоты вращения осуществляется датчиком угловой скорости, в качестве которого используется индуктометр ДТ-10-01. С выхода датчика снимается импульсный сигнал, который поступает на микроконтроллер МК. В случае, если заданная частота вращения ТГ ниже заданной (1500 об/мин), то на выходе микроконтроллера появится сигнал лог. 1, который усилится усилителем и подаст команду на открытие стопорно-регулирующих клапанов, при повышении частоты вращения логическая единица сменится логическим нулем и стопорно-регулирующие клапана будут идти на закрытие.

Рисунок 2 – Структурная схема системы автоматического регулирования частоты вращения ТГ.

W₁(p) – передаточная функциямикроконтроллера;

W₂(p) – передаточная функция усилителя;

W₃(p) – передаточная функциястопорно-регулирующих клапанов;

W₄(p) – передаточная функция датчика;

Требования к проектируемому регулятору:

1. время регулирования t_p  2,0 c;

2. перерегулирование   10-20 %;

При несоответствии параметров проектируемой системы требованиям ТЗ, необходимо построить корректирующее устройство для того, чтобы система удовлетворяла заданным техническим требованиям.