Министерство общего и профессионального образования РФ

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет

Кафедра АПУ

Пояснительная записка

к курсовой работе по дисциплине

“Теория автоматического управления”

Вариант 3.1

Преподаватель: Зотов Н.С.

Студент:

Гр.

Санкт-Петербург

2007 Задание Электрогидравлическая система регулирования частоты вращения судовой турбины

ЭГП – электрогидравлический преобразователь,

СМ – сервомотор, РК – регулирующий клапан,

Т –турбина, Д – датчик частоты вращения., НЭ – нелинейное звено (заменяется линеаризованным, см. табл.).

Линеаризованная в окрестности рассматриваемого режима математическая модель системы в форме графа:

Табл.

Параметры	Вариант 1
Постоянная времени ЭГП: T1,c	0.1
Постоянная времени СМ: T2,c	0.05
Постоянная времени T3,c	0.1
Пост. времени турбины T,c	2
Пост. времени фильтра ТФ, с	0.02
k1	10
k2	0.5
k3	1
Допустимая ошибка регулирования едоп , %	0.5
Перерегулирование , %	20
Время регулирования tр	мин
Падение скорости под нагрузкой в разомкнутой системе eраз, %	20
Значение x* характеристики НЭ y=x2	1.2

Линеаризация

y=x² ; x*=1.2

Расчет значения коэффициента усиления усилителя kу

Система статическая.

Модель линеаризованная

************************************************

П.ф. разомкнутой исходной системы Wнс

Zero/pole/gain:

4680000

------------------------------

(s+50) (s+20) (s+10)^2 (s+0.5)

k=93.6

******************************************

Частота среза разомкн. нескор-й сист. Wнс

wнс=13.4091

******************************************

ЛАЧХ разомкнутой исходной системы Wнс

Выбор показателей оптимальным для желаемой системы

Частота среза kC	Запас по модулю в области низких частот LC1	Перерегулирование	Время регулирования tp
0.2	10	12.9	3.09
0.01	40	0	28.7
0.1	10	10.1	6.47
0.2	6	20	2.31
0.3	6	33.5	1.28
0.3	7	30.4	1.39
0.5	7	71.2	2.75
0.2	8	16.2	2.69
0.25	6	25.5	1.72
0.18	6	18.5	2.63
0.2	7	18	2.49
0.21	6	21	2.18
0.19	6	19.2	2.46

Вводим:

k_C=0.2

L_C1=6

Сопряжение НЧ и СЧ участков -40дБ/дек

Сопряжение СЧ и ВЧ областей -20дБ/дек до L_HC

******************************************

fr_g2=27.9985, tau_g2=0.0357162

Значения частот излома Lж в обл.НЧ и СЧ

fr_g1=0.196242, T1_g=5.09576

fr_c1=1.34409, tau_c1=0.743997,

fr_g2=32.5909, tau_g2=0.0306834

*******************************************

П.ф. желаемой разомкнутой системы Wск

Zero/pole/gain:

4641836.2093 (s+1.344)

-------------------------------

(s+0.1962)^2 (s+32.59)^3 (s+50)

Коэффициент передачи k_sk=93.6

Точное значение частоы среза Lж fr_c=2.90243

Лачх последовательной коррекции Wпк(s)

П.ф. последов. коррекции Wпк(s), полюсы, нули, коэфф-т передачи

***************************************************************

Zero/pole/gain:

0.99185 (s+1.344) (s+0.5) (s+10)^2 (s+20)

-----------------------------------------

(s+0.1962)^2 (s+32.59)^3

Коэфф-т передачи Wпк(s)

k_pk=1

Рассечет переходных процессов

Переходный процесс в замкнутой системе с действительными полюсами п.ф. W_сk

Перерегулирование – 20%,

что с точностью соответствует заданной величине – 20%

Время регулирования – 2,31 сек по заданию – минимальное

Расчет полюсов, нулей Ф(s).

Полюсы и нули п.ф. Ф(s)

***********************

p =

-56.1838

-38.3792 +16.5383i

-38.3792 -16.5383i

-11.2593

-1.9819 + 1.3340i

-1.9819 - 1.3340i

z = -1.3441

Расположение полюсов и нулей п.ф. Ф(s)

Расчет L(w) замкнутой системы

П.Ф. замкн. скоррект-й сист. Ф(s) (для п.ф. Wsk с действ. полюсами)

Zero/pole/gain:

4641836.2093 (s+1.344)

------------------------------------------------------------------

(s+56.18) (s+11.26) (s^2 + 3.964s + 5.708) (s^2 + 76.76s + 1746)

Коэффициент передачи замкнутой системы

k_cl=0.989429

Показатель колебательности М, частота f_m

M=1.23161, f_m=1.73341

Собств. частоты F_z, коэфф-ты демпфирования K_d, к-с полюсы P_z п.ф. Ф(s)

ans =

2.3890 0.8296 -1.9819 + 1.3340i

2.3890 0.8296 -1.9819 - 1.3340i

41.7909 0.9184 -38.3792 +16.5383i

41.7909 0.9184 -38.3792 -16.5383i