Министерство образования РФ
Санкт-Петербургский государственный электротехнический
университет «ЛЭТИ»
Кафедра Автоматики и процессов управления
Курсовая работа
по учебной дисциплине «ОСНОВЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ»
на тему «СИСТЕМА регулирования СКОРОСТи вращения двигателя»
Вариант 5
Выполнил: Кохтенко Н.В.
Группа: 3371
Руководитель:
Туренко Т.В.
Санкт-Петербург
2006
Содержание
1. Введение 3
1.1 Целью курсового проектирования является исследование системы автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока. 3
1.2 Основные задачи проекта: 3
1.3 Методы, используемые в работе: 3
1.4 Программное обеспечение: 3
2. Краткое описание системы управления 3
2.1. Сведения о назначении системы. 3
2.2. Укрупненная принципиальная схема системы управления с указанием основных элементов и их назначение. 4
3. Математическая модель системы управления двигателя. 5
3.1 Интегратор 5
3.2. Передаточная функция усилителя: 5
3.3. Передаточная функция управляемого тиристорного преобразователя: 6
3.4. Передаточная функция управляемого двигателя: 6
3.5. Передаточная функция тахогенератора: 7
4. Обеспечение условий селективной инвариантности. 8
5. Анализ устойчивости и качества переходных процессов. 8
5.1. Распределение полюсов и нулей замкнутой системы 8
5.2. График переходного процесса на единичное ступенчатое воздействие в замкнутой системе: 9
5.3. График амплитудно-фазовой характеристики замкнутой системы: 9
5.4. График логарифмических характеристик разомкнутой системы: 10
5.5. Выводы об устойчивости: 10
5.6. Вывод о необходимости коррекции: 10
6. Коррекция системы 11
6.1. Структурная схема с включённым звеном коррекции. 11
6.2. Графики желаемой ЛАЧХ с найденными параметрами и ЛАЧХ звена коррекции. 11
6.3. Передаточная функция звена коррекции. 12
6.4. Распределение нулей и полюсов и график переходного процесса скорректированной системы. 12
6.5. Показатели качества. 14
7. Анализ чувствительности скорректированной системы 14
8. Цифровая реализация алгоритмов управления 15
8.1. Введение системы в SIMULINK 15
8.2.Моделирование системы в SIMULINK 15
8.3.Расчёт периодов квантования. 15
8.4.Расчёт ПФ для двух периодов квантования. 16
8.5.Графики переходных процессов на выходе. 16
9. Анализ нелинейной системы 19
9.1. Ввод нелинейного элемента 19
10. Заключение 21
11. Список литературы 22
Введение
1.1 Целью курсового проектирования является исследование системы автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока.
1.2 Основные задачи проекта:
Построение линейной непрерывной математической модели, в форме пригодной для использования выбранных программных средств.
Анализ устойчивости и качества переходных процессов .
Коррекция системы.
Анализ чувствительности.
Цифровая реализация алгоритмов управления.
Анализ нелинейной системы.
1.3 Методы, используемые в работе:
Для синтеза устойчивой системы используется частотный метод, связанный с формированием логарифмической частотной характеристики разомкнутого контура. Чувствительность системы к не структурируемым вариациям элементов оценивается в частотной области методами структурной теории чувствительности. Задачи цифровой реализации решается упрощенно, и сводится к выбору периода квантования при котором качество процессов мало отличается от поведения непрерывной системы. Для учета влияния нелинейных факторов используется имитационное моделирование при типовых воздействиях.