Скачиваний:
15
Добавлен:
01.05.2014
Размер:
134.14 Кб
Скачать

7

Тема 16 Силовой следящий привод

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ”

Кафедра Автоматики и процессов управления

Курсовая работа по дисциплине

“Основы теории управления”

Исследование свойств и расчет характеристик СУ

Тема 16

“ Силовой следящий привод”

Выполнили

Ст. гр.

Руководитель

доцент каф. АиПУ

Пошехонов Л.Б.

Санкт-Петербург

2006

Т ЕМА 16

Рис.1

Структурная схема СУ

Рис.2

Операторы звеньев

Звено 1. Фильтр. W1=1/(0.002s+1).

Звено 2. Коррекция последовательного типа. Исходная ПФ W2=1/1.

Звено 3. Усилитель. W3=100.

Звено 4. Усилитель мощности. W4=20/(0.02s+1).

Звено 5. Двигатель. W5=10/(0.5s+1)(0.02s+1).

Звено 6. Редуктор. W6=0.001/s.

Звено 7. Датчик угла поворота. W7=1/1.

Коэффициент передачи цифровой части Kцч=1.

Функциональная схема исходной СУ представлена на рис.1. Структурная схема приведена на рис.2. На предыдущих этапах проектирования обеспечены необходимые астатизм и контурное усиление. Операторы и параметры всх звеньев (кроме корректирующего) изменению не подлежат.

Провести анализ качества исходной системы. При необходимости обеспечить динамику СУ – т.е. качество переходного процесса.

Требования к переходному процессу: перерегулирование 15%.

1. Ввод в ЭВМ модели СУ с использованием программы CLASSiC-3

Структурная схема, представленная на рис.2, вводится в графическом редакторе программы CLASSiC-3. Отрицательная обратная связь обеспечивается инвертированием знака входного порта звена 1.

Модель исходной системы сохраняется в файле ###.mdl.

Для контроля правильности ввода операторов звеньев приводится текстовая сводка модели:

Примечание. Здесь и далее приведенные в качестве образцов данные расчетов, таблицы и графики заменяются на свои” .

Модель: …

=================================

Количество блоков: …

Количество связей: …

=========================================================

| | Передаточные функции | |

| Блоки |-------------------------------| Связи |

| | Числитель |Знаменатель|Степень| |

=========================================================

| #1 | 1.5 | 1 | 0 | 2 |

| | | 0.002 | 1 | |

| Вход | | | | |

|------------|-----------|-----------|-------|----------

|…………………………………………

…………………………………………

=========================================================

2. Анализ характеристик исходной системы

Корни характеристического полинома замкнутой СУ.

p1 = -3.347452 +39.966238j

p2 = -3.347452 -39.966238j

p3 = -96.636110

p4 = -498.502589

p5 = -1000.166397

Абсолютное затухание: 3.347

Относительное затухание: 11.939

Оценка устойчивости и ее запасов по корням:

Г рафик переходного процесса приведен на рис.3

Рис.3

Показатели качества переходного процесса.

Установившееся значение: 0.9677

Время регулирования: 0.8864 с.

Перерегулирование: 70.35%

Выводы о поведении исходной СУ и о необходимосити синтеза динамики.

3. Синтез оператора корректирующего устройства

(выполняется совместно с преподавателем)

Порядок выполнения раздела 3

3.1. С использованием программы CLASSiC-3 cтроится ЛАХ Lисх() исходной разомкнутой системы на графике максимально возможного масштаба – см. рис. 4.

3.2. Средствами рисования WORD’а строятся линии частот сопряжения и строится асимптотическая ЛАХ (см. рис. 4).

3.3. Формируется типовая “желаемая” асимптотическая ЛАХ Lж(), согласованная с ЛАХ исходной системы.

Требования к Lж():

  • В диапазоне средних частот Lж() имеет наклон –20 дБ/дек в “коридоре” 20 дБ;

  • На высоких частотах (справа от участка с наклоном –20 дБ/дек) Lж() совпадает с Lисх();

  • На низких частотах (слева от участка с наклоном –20 дБ/дек) Lж() совпадает с Lисх();

Желаемая асимптотическая ЛАХ средствами рисования WORD’а строится на рис. 4.

3.4. Строится асимптотическая ЛАХ Lк() звена коррекции (на рис. 4).

3.5. По ЛАХ звена коррекции записывается его ПФ Wк(s).

На рис.4 представлены ЛАХ Lисх(), Lж() и Lк().

Рис. 4

Оператор звена коррекции

.

Для данной СУ

.

4. Анализ характеристик скорректированной системы

4.1. Расчет ЧХ разомкнутой СУ

Используется модель исходной разомкнутой СУ, в которой установлено начальное значение Wк=1/1. По ней строятся характеристики исходной разомкнутой системы. В окне Характеристики, Передаточные функции, вводится рассчитанный оператор Wк(s). В результате на графиках образуются характеристики разомкнутых исходной системы, скорректированной системы и звена коррекции.

Н а рис.5 построены указанные ЛАЧХ и ЛФЧХ.

Рис. 5

Вывод о соответствии ЛАЧХ, представленных на рис. 4 и рис. 5.

Частотные показатели качества скорректированной СУ:

Частота среза: 1.9968 рад/с

Запас по фазе: 74.3500 град

Частота пи: 19.5993 рад/с

Запас по модулю: 23.9952 дБ

Запас по фазе показан на рис.5.

4.2. Расчет характеристик замкнутой СУ.

Оператор звена коррекции вводится в структурную схему системы. Для этого в окне характеристик используются команды меню Расчеты, Обновить Вар.блок. Полученная скорректированная модель дополняеься обратной связью и записывается в новый файл.

Снова рассчитываются характеристики уже замкнутой скорректированной СУ.

На рис.6. показан переходный процесс в скорректированной СУ. Отмечено время первого согласования t1, харакутеризующее быстродействие системы.

Р ис. 6

Показатели качества переходного процесса:

Время регулирования: 4.1032 с.

Перерегулирование: 6.55%.

Вывод о соответствии требуемому качеству по динамике переходного процесса:

Н а рис.7 показана ЛАЧХ замкнутой системы и отмечена полоса пропускания п.

Рис.7

Коэффициент связи полосы пропускания и быстродействия системы

 = t1п = …

Заключение

Соседние файлы в папке Шаблоны курсовиков по ОТУ