Исходные данные для курсового проектирования по тау передаточные функции элементов системы:

W_зу(S) = K_зу – передаточная функция задающего устройства;

К_зу = 0,510^-4 В/⁰С;

К_дв

W _дв(S)= – передаточная функция электродвигателя,

S(Т_мТ_эS²+Т_мS+1)

где

Т_м – механическая постоянная времени;

Т_м = 0,3 с;

Т_э – электрическая постоянная времени;

Т_э = 0,08 с;

К_дв – коэффициент передачи двигателя;

К_дв = 9 об/(сВ);

W_р(S) = К_р – передаточная функция редуктора,

где

К_р – коэффициент передачи редуктора;

К_р = 1/i,

где

i - передаточное отношение редуктора;

i = 200;

W_з(S) = К_з – передаточная функция заслонки,

где

К_з – коэффициент передачи заслонки;

К_з = 5 ⁰С/угл.град;

W_п(S) = К_пе^-S – передаточная функция паропровода,

где

К_п – коэффициент передачи паропровода;

К_п = 0,7;

 - время чистого запаздывания;

 = 0,009 с;

К_т

W _т(S) = – передаточная функция термопары,

Т_тS+1

где

К_т – чувствительность;

К_т = 0,510^-4 В/⁰С;

Т_т – постоянная времени;

Т_т = 0,05 с;

W_у(S) = К_у – передаточная функция усилителя;

К_общ

К _у =

К_двК_РК_ЗК_пК_{т .}

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К СИСТЕМЕ:

1. Заданное значение температуры пара _З = 80 ⁰С;

2. Величина перерегулирования  = 30 %;

3. Время регулирования t_p = 0,7 с;

4. Установившиеся ошибки:

по положению - нулевая;

по скорости E = 4 % при U_з = 0,08 В/с.

НЕОБХОДИМЫЕ ДЕЙСТВИЯ:

1. Составить структурную схему нескорректированной системы.

1.1. Найти общий коэффициент передачи разомкнутой системы.

1.2. Определить коэффициент передачи усилителя.

1.3. Определить передаточные функции всех элементов системы.

1.4. Определить передаточную функцию разомкнутой системы.

1.5. Определить передаточные функции замкнутой системы.

2. Исследовать устойчивость системы.

2.1. По критерию Гурвица.

2.2. По критерию Михайлова.

2.3. По критерию Найквиста на основе ЛЧХ.

3. Определить корректирующее устройство.

3.1. Построить желаемые ЛЧХ системы.

3.2. Определить передаточную функцию корректирующего устройства.

4. Определить желаемую передаточную функцию замкнутой системы, построить переходный процесс и выполнить анализ качества процесса регулирования.

5. Техническая реализация корректирующего устройства.

5.1. Аппаратная реализация.

5.2. Программная реализация.

1. Структурная схема нескорректированной системы

Структурной схемой системы управления (в нашем случае – системы автоматического регулирования) называется её графическое изображение в виде комбинации типовых и нетиповых звеньев [1]. Представим структурную схему заданной системы, исходя из функциональной схемы заданной САР, на рисунке 1.1:

Рис.1.1 Структурная схема нескорректированной системы

Передаточные функции элементов (звеньев) системы:

W_ЗУ(s) –передаточная функция задающего устройства;

W_У(s) – передаточная функция усилителя;

W_ДВ(s) – передаточная функция электродвигателя;

W_Р(s) – передаточная функция редуктора;

W_з(s) - передаточная функция заслонки;

W_п(s) - передаточная функция паропровода;

W_т(s) - передаточная функция термопары.

Координаты системы:

_д - действительное значение температуры пара;

_З - заданное значение температуры;

U_з - напряжение, выдаваемое задающим устройством;

U_т – напряжение на выходе термопары;

U = U_з-U_т – напряжение, выдаваемое сравнивающим устройством;

U – напряжение на выходе усилителя;

_д – угол поворота вала двигателя;

_р – угол поворота вала редуктора;

_з – угол поворота заслонки.