1 Задание на курсовую работу

Задана система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока

Система предназначена для приведения рабочего органа машины (РО) во вращение с заданной скоростью и состоит (рисунок - 1) из электродвигателя (Д), преобразователя (П), усилителя (У), датчика скорости (ДС) и задающего потенциометра (ЗП).

Уравнения динамики элементов системы имеют вид:

а) датчика скорости

u_ДС(t)=k_ДС(t);

б) сравнивающего устройства (на входе У)

u_p(t)=u_з(t)-u_дс(t);

г) преобразователя

д) силовой цепи “преобразователь-двигатель”

е) уравнение механического движения

где u_з(t),u_дс(t),u_у(t),u_п(t) – напряжения на выходе соответственно задающего устройства, датчика скорости, усилителя, преобразователя;

u_р(t) – напряжение рассогласования(ошибка);

i(t) – ток в силовой цепи преобразователь-двигатель;

Ω(t) – угловая скорость;

M_c(t) – момент сопротивления;

k_y,k_п,k_дс– коэффициенты передачи соответственно усилителя, преобразователя, датчика скорости;

R_Я– сопротивление цепи якоря электродвигателя;

c– коэффициент двигателя;

T_Я, Т_μ– электромагнитная и электромеханическая постоянные времени привода;

T_П– постоянная времени преобразователя.

Рисунок – 1 Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока.

Задание

1. Определить принцип построения системы. Составить функциональную схему и показать её взаимосвязь с принципиальной схемой. Привести краткое описание работы схемы при подаче на вход задающего напряжения и при увеличении момента сопротивления.

2. Записать дифференциальные уравнения звеньев в изображениях по Лапласу при нулевых начальных условиях. Получить передаточные функции всех звеньев и составить структурную схему системы.

3. Найти передаточные функции двигателя для угловой скорости по напряжению на якоре и по моменту сопротивления.

4. Получить по структурной схеме передаточную функцию разомкнутой системы и четыре передаточных функции замкнутой системы: для регулируемой величины и для ошибки по задающему напряжению и по моменту сопротивления. Записать операторные уравнения для регулируемой величины и для ошибки. Получить характеристические уравнения разомкнутой и замкнутой систем и сравнить их между собой.

5. Используя операторные уравнения замкнутой системы для регулируемой величины и ошибки, получить аналитические выражения статических характеристик. Определить, является система статической или астатической.

6. Определить требуемый коэффициент усиления разомкнутой системы(К), обеспечивающий статическое изменение регулируемой величины _ст не более 1.5 рад/с, если момент сопротивления изменился от 0 до М_с. Исходя из этого, найти коэффициент усиления усилителя.

7. Построить статические характеристики (М_с) замкнутой и разомкнутой систем при значении скорости холостого хода₀=150 рад/с.

8. Построить логарифмические амплитудную и фазовую частотные характеристики разомкнутой системы. Проанализировать устойчивость замкнутой системы по виду ЛАЧХ и ЛФЧХ.

9. Провести синтез корректирующего устройства методом логарифмических частотных характеристик. Желаемая система должна иметь время регулирования(t_р) по задающему воздействию не более 0.5 с и перерегулирование (), не превышающее 20%. Выбрать место включения, схему и рассчитать параметры корректирующего устройства.

10. Рассчитать переходные процессы в скорректированной системе, обусловленные ступенчатым приложением задающего воздействия U_з=5Bи ступенчатым изменением момента сопротивления на величину М_с, указанную в таблице. Дать анализ полученных результатов.

Числовые значения параметров

Вариант	ТП (с)	ТЯ (с)	Тμ (с )	Кдс (Вс/рад)	RЯ (Oм)	c (Bc/рад)	КП	ΔМС (Нм)
8	0.01	0.02	0.1	0.07	0.03	1.35	30	1200