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

1.1 Целью курсового проектирования является исследование системы автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока. 2

1.2 Основные задачи проекта: 2

1.3 Методы, используемые в работе: 2

1.4 Программное обеспечение: 2

2.1. Сведения о назначении системы. 3

2.2. Укрупненная принципиальная схема системы управления с указанием основных элементов и их назначение. 3

1. Введение

1.1 Целью курсового проектированияявляется 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.

1.4 Программное обеспечение:

1) Classic - анализ и частотный синтез звеньев коррекции.

2) ScrThief-ScreensaverдляDOS

3) Задачи, связанные с цифровой реализацией алгоритмов решаются с помощью программы Matlab : Control System Toolbox фирмы The Mathworks Incorporated [2].

Моделирование нелинейных систем осуществляется с помощью программы Matlab Simulink by The Mathworks Incorporated [3].

4)Оформление производится при помощи программ :

Microsoft Word

2. Краткое описание системы управления

2.1. Сведения о назначении системы.

Данные системы электропривода широко используются в станках с ЧПУ, приводах вращения радиолокационных антенн и других устройствах. Исполнительный двигатель постоянного тока питается от управляемого тиристорного преобразователя. Частота вращения измеряется тахогенератором постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

2.2. Укрупненная принципиальная схема системы управления с указанием основных элементов и их назначение.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Система управления скоростью двигателя:

1. Коэффициент передачи двигателя кд =1.2 рад/(В*с)

2. Электромеханическая постоянная времени T _ЭМ=0.08 с

3. Постоянная времени якорной цепи двигателя T_я=0.02 с

4. Коэффициент передачи УТП k_утп=15

5. Постоянная времени УТП T утп=0.003 с

6. Коэффициент передачи усиления Ку =200

7. Коэффициент передачи тахогенератора Ктг =0.5 В*с/м

8. Время регулирования t_р - минимальное

9. Показатель колебательности М <1.1

10. Тип системы астатический

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА

Упрощенная принципиальная электрическая схема системы автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока приведена на рисунке 1. Такие системы электропривода широко используются в станках с ЧПУ, приводах вращения радиолокационных антенн и других устройствах. Исполнительный двигатель постоянного тока (мощностью от сотен ватт до нескольких киловатт) питается от управляемого тиристорного преобразователя. Частота вращения измеряется тахогенератором постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.

Рис. 1. Функциональная схема

На рисунке 1 обозначено:

ИД — двигатель с обмоткой возбуждения ОВД и якорем ЯД;

ТГ — тахогенератор;

У — усилитель сигнала ошибки ;

УТП — управляемый тиристорный преобразователь, питающий якорь исполнительного двигателя Д;

АЦП —  аналого-цифровой преобразователь;

ЦАП — цифроаналоговый преобразователь;

ЭС – элемент сравнения.

Рег. – Регулятор.

Nп - задание

—напряжение выдаваемое с выхода ЦАП на усилитель.

Uт – напряжение на входе УТП.

Uдв – напряжение подаваемое на двигатель.

—напряжение тахогенератора;

w– скорость вращения вала двигателя.

—цифровой сигнал с выхода АЦП;

ТГ — тахогенератор;