Электрическая схема математической модели системы автоматического управления - Курсовая работа

Автоматика является прикладной научной дисциплиной, изучающей принципы построения и методы расчета автоматических систем, выполняющих свои основные функции без непосредственного участия человека. Автоматизация представляет собой высшую ступень развития производства и позволяет значительно повысить производительность труда, более рационально использовать трудовые ресурсы, значительно повысить качество выпускаемой продукции.Двигатель постоянного тока независимого возбуждения управляется тиристоры преобразователем (ТП) на выходе которого действует сигнал равный разности напряжений между управляющим напряжением и напряжением обратной связи. Напряжение цепи обратной связи равно регулируемой величине или выходному напряжению, снимаемому с зажимов тахогенератора постоянного тока, который жестко соединен с ротором двигателя. Пусть система находится в установившемся режиме, т.е. ротор двигателя вращается со скоростью соответствующей некоторым постоянным значениям управляющего напряжения, напряжения выхода, а так же постоянному не равному 0 выходному сигналу.Сигнал рассогласования DU является сигналом управления, поступающим на вход системы импульсно-фазового управления тиристоры преобразователем (ТП) (СИФУ условно включена в состав ТП) и определяющим величину UТП, подаваемого на якорь двигателя. Система разделяется на элементы и составляющие управления, описывающие их поведение (движение), т.е. изменение состояния элементов во времени. Управления составляются на основании анализа физических, механических и иных процессов, происходящих в элементах, а так же применение законов сохранения энергии и вещества, конкретизированных для различных отраслей науки и техники (законы механики, электроники, гидравлики, теплотехники, оптики и т.п.). для определения коэффициентов этих уравнений, во многих случаях необходимы трудоемкие исследования. Уравнения всех звеньев образуют единую систему, которую можно преобразовать к одному уравнению путем исключения промежуточных переменных. При получении передаточных функций элементов системы по линеаризованным уравнениям системы следует учитывать, что передаточная функция полностью характеризует динамическое звено, т.к. именно она дает связь между входной и выходной величинами, которую необходимо знать при использовании того или иного звена в автоматической системе.Система устойчива, если после окончания переходного процесса, система вернется в исходное или другое устойчивое состояние. Система не устойчива, если в ней возникают колебания с возрастающей амплитудой, либо происходит многократное увеличение значения регулируемой величины относительного заданного значения. С помощью критериев устойчивости можно не только установить, устойчива система или нет, но и выяснить, как влияют на устойчивость те или иные параметры и структурные изменения в системе. Алгебраический критерий Рауса-Гурвица позволяет судить об устойчивости замкнутой системы по коэффициентам ее характеристического уравнения, которым является знаменатель передаточной функции. Из коэффициентов характеристического уравнения: n-го порядка, составляется квадратная матрица, по следующим правилам: По главной диагонали определителя слева на право выписывают все коэффициенты характеристического уравнения от а1 до an в порядке возрастания индексов.Исходные данные: При синтезе САУ методом ЛАЧХ динамические свойства чаще всего определяются максимально допустимыми значениями перерегулирования s и временем регулирования тр переходной характеристики. Если неизменяемая часть системы включает все элементы, обеспечивающие необходимые статические свойства, то низкочастотная часть неизменяемой характеристики является одновременно низкочастотной частью желаемой характеристики, высокочастотная часть так же повторяется. Через значения частоты среза wc1 проводим среднечастотную асимптоту с наклоном-1, длиной в проекции ±1 декада, эту асимптоту сопрягают с низкочастотной асимптотой наклона-2 или-3, так, чтобы в интервале 0<Lжел<Lj желаемая ЛАЧХ имела избыток фазы j?jmin. Избыток фазы проверяется на частоте wa, для которой Lжел=Lj. Этой частоте может соответствовать точка сопряжения асимптот или точка на одной из асимптот.Под улучшением качества регулирования понимают не только повышение точности, но и изменение динамических свойств системы с целью получения необходимых запасов устойчивости и быстродействия. Чтобы определить передаточную функцию КУ нужно восстановить передаточную функцию по наклону, т.е. обратный процесс построения ЛАЧХ. Суть метода трапецеидальных ЧХ заключается в следующем: интеграл вычислен при различных значениях параметров вещественной характеристики Р и результаты сведены в таблицу.

Содержание

Аннотация

Введение

1. Пояснительная записка

1.1 Техническое описание работы исходной схемы

1.2 Разработка функциональной схемы

1.3 Разработка структурной схемы. Математическое описание звеньев Системы Автоматического Управления (САУ)

2. Расчетная часть

2.1 Оценка устойчивости исходной системы методом Рауса-Гурвица

2.2 Оценка устойчивости методом Найквиста

2.3 Синтез желаемой частотной характеристики

2.4 Определение устойчивости разомкнутой системы желаемой ЛАЧХ по критерию Найквиста

2.5 Определение ЛАЧХ и передаточной функции корректирующего устройства

2.6 Построение передаточных характеристик методом трапеций

2.7 Прямые показатели качества регулирования в переходном процессе

3. Описательная часть

3.1 Выбор корректирующих звеньев входящих в состав корректирующего устройства

3.2 Описание работы скорректированной системы

Заключение

Список литературы

Аннотация

Автоматика является прикладной научной дисциплиной, изучающей принципы построения и методы расчета автоматических систем, выполняющих свои основные функции без непосредственного участия человека.

Как дисциплина автоматика включает в себя изучение теории и технологии средств построения Автоматических Систем (АС).

Внедрение автоматически действующих устройств в производственный процесс называют автоматизацией.

Автоматизация представляет собой высшую ступень развития производства и позволяет значительно повысить производительность труда, более рационально использовать трудовые ресурсы, значительно повысить качество выпускаемой продукции.

При автоматизации облегчается труд человека, он освобождается от выполнения монотонных и утомительных операций, повышается культурно - технический уровень производственного персонала.

Главное направление автоматизации производства - развитие и применение станков с Числовым Программным Управлением (ЧПУ), Промышленных Роботов (ПР), Гибких Производственных Систем (ГПС).

1. Пояснительная часть