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 управления9
1.3.1. Параметры управляющего воздействия, динамические характеристики САУ и показатели качества9
1.3.2. Параметры кинематической схемы9
1.3.3. Характеристики исполнительного двигателя9
1.3.4. Тип и параметры силового преобразователя9
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 вариантаМаксимальная скорость VМАКС, м/минКинетическая ошибка , мм
Перерегу-лирование , %