Курсовая Динамический расчет системы автоматического управления № 200405-5

Дисциплина: «Электротехника и электроника»
Содержание
Задание
1. Анализ исходных данных 5
1.1. Назначение 5
1.2. Состав САУ 5
1.3. Характеристики системы автоматического управления 9
1.3.1. Параметры управляющего воздействия, динамические характеристики САУ и показатели качества 9
1.3.2. Параметры кинематической схемы 9
1.3.3. Характеристики исполнительного двигателя 9
1.3.4. Тип и параметры силового преобразователя 9
1.3.5. Вид и параметры регуляторов контуров 10
1.3.6. Статические характеристики нелинейных элементов в контуре регулятора напряжения 10
2. Описание работы системы 11
3. Структурная схема системы 11
4. Передаточные функции (ПФ) 15
4.1. Формирователь сигнала главной оборотной связи и чувствительный элемент 17
4.2. Регулятор положения 19
4.3. Усилитель с корректирующим звеном 19
4.4. Регулятор скорости 19
4.5. Регулятор напряжения 20
4.6. Усилитель мощности 20
4.7. Исполнительный двигатель (ИД) 21
4.8. Силовой редуктор 24
4.9. Шариковинтовая передача ШВП 25
4.10. Нормализатор сигнала местной обратной связи по напряжению 25
4.11. Тахогенератор 27
5. Передаточные функции системы 27
5.1. ПФ разомкнутой системы по управляющему воздействию 27
5.2. ПФ разомкнутой системы по возмущающему воздействию 29
5.3. ПФ замкнутой системы по управляющему воздействию 29
5.4. ПФ замкнутой системы по возмущающему воздействию 29
5.5.ПФ замкнутой системы по ошибке от управляющему воздействию 29
5.6. ПФ замкнутой системы по ошибке от возмущающему воздействию 30
6. Синтез корректирующих звеньев 30
6.1. Общие положения 30
6.2. Методика синтеза системы по ЛЧХ 31
6.3. Синтез корректирующих звеньев контура напряжения (тока) 35
6.3.1. Построение ЛАЧХ исходного контура 35
6.3.2. Построение желаемой ЛАЧХ 36
6.3.3.Определение ПФ корректирующего звена 37
6.3.4. Выбор схемы корректирующих звеньев и определение значений входящих в нее элементов 38
6.3.5. Определение ПФ замкнутого ключа 39
6.4. Синтез корректирующих звеньев контура скорости 41
6.4.1. Строим ЛАЧХ исходного контура Lu2(ω) 41
6.4.2. Строим желаемую ЛАЧХ Lж2(ω) 43
6.3.3.Определение ПФ корректирующего звена 44
6.4.3. Выбор схемы корректирующих звеньев и определение значений входящих в нее элементов 44
6.5. Синтез корректирующих звеньев контура положения (системы) 47
6.5.1. Строим ЛАЧХ исходного контура Lu3(ω) 47
6.5.2. Определение ПФ замкнутого контура 48
6.5.3. Строим желаемую ЛАЧХ Lж3(ω) 49
6.5.4. Выбор схемы корректирующих звеньев и определение значений входящих в нее элементов 49
6.5.5.Определение коэффициент передачи звена 50
7. Определение показателей качества системы методом моделирования 55
Приложения 56
Литература

Задание
Выполнить динамический расчет системы автоматического управления. Исходные данные для расчета приведены в следующем разделе. Для каждого варианта конкретные числовые значения определяются из таблиц для соответствующего номера строки.

1. Исходные данные
1.1. Назначение
Система автоматического управления предназначена для линейного перемещения горизонтального стола применительно к станкам фрезерной или координатно-расточной групп.

1.2. Состав САУ
Блок-схема системы автоматического управления приведена на рис. 1, а комбинированная схема силовой части — на рис. 2. САУ построена как система подчиненного регулирования, выполненная по контурам напряжения (тока), скорости, положения. В контуре напряжения (тока) имеется нелинейный элемент (на схеме не показан).
На рисунках приняты следующие обозначения:
— управляющее воздействие;
— управляемая (регулируемая) координата;
— ошибка системы;
— сигнал задания по управляющему воздействию;
— сигнал главной обратной связи по регулируемой координате;
— сигнал по ошибке;
ЧЭ — чувствительный элемент;
РП — регулятор положения;
У, КЗ — усилитель и корректирующее звено в контуре положения;
РС — регулятор скорости;
РН — регулятор напряжения (тока);
ТП — транзисторный (тиристорный) преобразователь;
М — исполнительный двигатель;
Р1 — механический редуктор силовой;
МП — механическая передача (шариковинтовая передача (ШВП));
Н — нагрузка (стол с деталью);
ДН, У — датчик напряжения, усилитель;
ТГ — тахогенератор;
Р2 — механический редуктор, приборный;
ДОС — датчик обратной связи;
ВТ — вращающийся трансформатор;
ПФН — преобразователь фаза-напряжение;
U1, U2 ,U3 , UЯ — промежуточные координаты (управляющие напряжения соответственно РС, РН, ТП, ИД);
jД, j1, j2 — промежуточные координаты (угол поворота соответственно ИД, ШВП, ВТ);
, — выходное напряжение, соответственно, ТГ и ВТ.

1.3. Характеристики системы автоматического управления
1.3.1. Параметры управляющего воздействия, динамические характеристики САУ:
Таблица 1
Динамические характеристики и показатели качества САУ
Номер варианта Максимальная скорость VМАКС, м/мин Кинетическая ошибка , мм
Перерегу-лирование , %< Время переходного процесса tПП, с Число перерегули-рований n 3 15 1,5 30 0,09 3 1.3.2. Параметры кинематической схемы: Таблица 2 Параметры схемы Номер варианта Максимальное перемещение Хmах, мм Шаг винта ШВП , мм Цена оборота ДОС , мм Цена импульса , мм 4 800 10 2 0,01 1.3.3. Характеристики исполнительного двигателя: Таблица 3 Параметры исполнительного двигателя Номер варианта Р, кВт n, об/мин UЯ, В IЯ, А RЯ, Ом LЯ, мГн JЯ, кгм2 5 1,5 2000 220 6,8 0,92 1,6 1,05 10-3 1.3.4. Тип и параметры силового преобразования: Таблица 4 Тип и параметры преобразователя Номер варианта Тип f, Гц, n UУ, В RТП, Ом LТП, мГн 6 ШИМ 1500 15 0,75 2,2 1.3.5. Вид и параметры регуляторов контуров Таблица 5 Вид регуляторов контуров: положения (РП), скорости (РС), напряжения (РН) Номер варианта РП РС РН 1 П; К2=2 П; К4=4 ПИ, 0,04 1.3.6. Статические характеристики нелинейных элементов в контуре регуляторов напряжения: Таблица 6 Параметры нелинейных элементов (НЭ) Номер варианта Вид НЭ а1 В К 2 рис. 3, а 0,6 0,6 - Литература. 1. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Синтез систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1972. – 326 с. 2. Сборник задач по теории автоматического управления и регулирования / В.А. Бесекерский, А.Н. Герасимов, С.В. Лучко; Под ред. Е.П. Попова. - М.: Высш. шк., 1978. – 240 с. 3. Проектирование инвариантных следящих приводов/ В.Н. Яворский, А.А. Бессонов, А.И. Коротаев и др.; Под ред. В.Н. Яворского. - М.: Высш. шк., 1963. – 420 с. 4. Гультяев А. Вуальное моделирование в среде MATLAB: Учебный курс-СПб.: Питер 2000-432с. Курсовая Динамический расчет системы автоматического управления № 200405-5 Цена 350 р.