1. Цель и задачи курсовой работы

Целью курсовой работы является синтез линейной непрерывной системы автоматического управления по заданным показателям качества процесса управления в установившемся и переходном режимах работы. В качестве САУ задаётся исполнительная следящая система промышленного робота, работающая в режиме идеального холостого хода. Следящая система электромеханическая с двигателем постоянного тока независимого возбуждения и потенциометрическими датчиками угла поворота. В качестве исходных данных приняты параметры системы, закон движения и показатели качества процесса управления. Основными задачами курсовой работы являются: составление структурной схемы и уравнений движения; синтез и реализация корректирующих устройств по заданным показателям качества; расчет переходных процессов для анализа качества синтезированной системы; моделирование переходных процессов на ЭВМ по структурной схеме и уравнениям состояния.

2. Исходные данные

- коэффициенты передачи потенциометрических датчиков;

- коэффициент передачи двигателя;

- передаточное число редуктора;

- постоянная времени электронного усилителя мощности;

- электромеханическая постоянная времени двигателя;

- электромагнитная постоянная времени двигателя;

Показатели качества:

• время переходного процесса t_Р=1.2c;

• перерегулирование  =29 % .

• точность, определяемая допустимой ошибкой ;

• максимально допустимая скорость ;

• максимально допустимое ускорение ;

• введение последовательного и параллельного корректирующих устройств.

2. Составление уравнений динамики всех элементов и системы

Функциональная схема исполнительной следящей системы промышленного робота представлена на (рисунке 3.1).

На схеме использованы обозначения:

ДПТ – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;

α_З– угол поворота потенциометра-задатчика;

U₁ – управляющий сигнал;

DU – сигнал рассогласования на выходе элемента сравнения;

U_У – напряжение на выходе усилителя мощности;

α_Д – угол поворота вала двигателя;

α_Н – угол поворота вала редуктора;

U₂ – напряжение обратной связи.

Рисунок 2.1 – Функциональная схема исполнительной следящей системы.

ДТП – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;

- угол поворота потенциометра – задатчика;

- управляющий сигнал;

- сигнал рассогласования на выходе элемента сравнения;

- напряжение на выходе усилителя мощности;

и - углы поворота вала двигателя и редуктора соответственно;

- напряжение на выходе потенциометра обратной связи.

Составление структурной схемы начинается с определения математического описания в виде передаточных функций отдельных элементов, представленных на функциональной схеме.

Элементы системы описываются следующими дифференциальными уравнениями и передаточными функциями. Вначале записываем дифференциальное уравнение звена, затем, применяя преобразование Лапласа, переходим к операторному уравнению, из которого находим передаточную функцию.