- •Введение
- •Описание нелинейной сар температуры.
- •Задание на курсовое проектирование.
- •Построение фазовых портретов системы, определение наличия и параметров периодического режима и его устойчивости.
- •Построение переходных процессов
- •Гармоническая линеаризация нелинейного элемента.
- •Влияние параметров нелинейного элемента и линейной части на амплитуду и частоту автоколебаний
- •Построение диаграммы качества
- •Заключение.
- •Литература.
Министерство образования РФ
Чувашский государственный университет
имени И.Н.Ульянова
Курсовой проект
По курсу «Теория автоматического управления»
Тема: «Нелинейная система автоматического регулирования температуры».
Задание 1
Вариант 5
Выполнил: студент гр. РТЭ-12-00
Филиппов Ю.В.
Руководитель: Сидашенко В.М.
Чебоксары, 2003
Оглавление.
Введение…………………………………………………………………………....3
Описание нелинейной САР температуры………………………………………..4
Задание на курсовое проектирование…………………………………………….5
Составление дифференциального уравнения НСАР…………………………….6
Построение фазовых портретов системы, определение наличия и параметров периодического режима и его устойчивости…………………………………….7
Построение переходных процессов……………………………………………..15
Гармоническая линеаризация нелинейного элемента…………………………16
Расчет НСАР частотным методом………………………………………………18
Влияние параметров нелинейного элемента и линейной части на амплитуду и частоту автоколебаний……………………………………………………….…..19
Построение диаграммы качества……………………………………….……….20
Заключение……………………………………………………………………..…22
Приложение 1……………………………………………………………….….…23
Приложение 2……………………………………………………………….….…35
Литература……………………………………………………………………..….37
Введение
Совершенствование технологии и повышение производительности труда во всех отраслях народного хозяйства относятся к важнейшим задачам технического прогресса нашего общества. Решение этих задач возможно лишь при широком внедрении систем автоматического регулирования и управления как отдельными объектами, так и производством, отраслью и всем народным хозяйством в целом. Поэтому изучение
Теория автоматического управления и регулирования – наука, которая изучает процессы управления, методы их исследования и основы проектирования автоматических систем. Современные системы автоматического регулирования нашли широкое применение в различных областях науки и техники. Это связано не только необходимостью автоматизации различных технологических процессов и производственных операций, но и с появлением принципиально новых машин, предназначенных для работы в экстремальных условиях: в космосе, под водой, в зонах с действием ядерного излучения, в шахтах и т.д.
Специфика регулирования выдвигает ряд новых проблем в проектировании автоматических систем, которые ранее не поднимались и в принципе не могли появиться. Эти проблемы зачастую не могут быть решены без применения цифровой и аналоговой вычислительной техники. Поэтому можно согласиться с утверждением, что сейчас вряд ли целесообразно развивать методы, которые требуют сложные ручные вычисления, использования графиков, диаграмм и т.д. Автоматизация технологических процессов идет по пути широкого использования средств вычислительной техники, многофункционального технологического оборудования, автоматических манипуляторов и роботов, новых видов малоотходных и безотходных технологий.
Описание нелинейной сар температуры.
Принципиальная электрическая схема:
ОР – объект регулирования;
ЧЭ – чувствительный элемент;
РЭ – релейный элемент;
ИД – исполнительный двигатель;
Р – редуктор;
РО – регулирующий орган (заслонка).
Структурная схема НСАР температуры:
При отклонении температуры объекта регулирования от заданной величины происходит изменение термосопротивления моста ЧЭ. Равновесие плеч моста нарушается, на входе релейного элемента появляется напряжение, прямо пропорциональное разности температур (Өо - Өi). После обработки в релейном элементе это напряжение подается на обмотку возбуждения исполнительного двигателя. Вал двигателя через редуктор перемещает заслонку, которая управляет температурой объекта регулирования. В итоге температура ОР возвращается к заданному значению.
Задание на курсовое проектирование.
Т = 15 с b = 20 C m=0.5
Ko = 10 C/рад С = 24 В
Ki = 0.1 рад/с∙В τ = 5 с
Характеристика нелинейного элемента:
Начальные условия: 1) Ө = 25; Ө’ = 15;
2) Ө = 5; Ө’ = 10.
Составление дифференциального уравнения НСАР.
Преобразуем исходную структурную схему в схему с двумя звеньями: нелинейным элементом (НЭ) и линейной частью (ЛЧ):
Передаточная функция линейной части системы:
Уравнение линейной части системы в операторной форме:
Уравнение нелинейного элемента: V = F(Ө)
Условие замыкания системы: Ө = -Өi
Из уравнения (2), учитывая условие замыкания системы, получим уравнение замкнутой НСАР в операторной форме:
Пусть Кi∙Ко = К, тогда получим
Составим дифференциальное уравнение системы:
г де +C, если Ө > b; I участок
V=
-C, если Ө < -b. III участок