Основные свойства и функциональное назначение элементов электромеханической следящей системы. Дифференциальные уравнения и передаточные функции системы. Расчет потенциометрического измерительного устройства. Определение запасов устойчивости системы.
При низкой оригинальности работы "Электромеханическая следящая система с потенциометрическим измерительным устройством", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Пояснительная записка содержит 7 разделов, в которых описывается последовательность исследования системы на устойчивость, выбор и определение параметров корректирующего устройства, а также нахождение необходимых критериев устойчивости. В данной курсовой работе исследуется электромеханическая следящая система с потенциометрическим измерительным устройством, работа которого основана на использовании принципа регулирования по отклонению. В ее состав входят: потенциометрическое измерительное устройство Пвх и Пвых, тиристорный преобразователь (усилитель мощности) ТП, электронный усилитель ЭУ, двигатель постоянного тока с независимым возбуждением ДПТ, редуктор РЕД и рабочая машина РМ. Численные значения параметров элементов приведены ниже, в таблице 1.Двигатель постоянного тока имеет обмотку возбуждения, расположенную на явно выраженных полюсах статора. Разновидностью информационных электрических микромашин, предназначенных для использования в дистанционных системах передачи угла, является потенциометрическое измерительное устройство. Выходным сигналом (управляемой величиной) является угол поворота вала рабочего механизма b или, что то же самое, угол поворота движка потенциометра Пвых, поскольку этот потенциометр расположен на одном валу с рабочим механизмом (на исполнительной оси ИО), а выходным сигналом - угол поворота a движка потенциометра Пвх, который расположен на командной оси КО. Измерительное устройство системы (потенциометры Пвх и Пвых) определяет угловое рассогласование e(t) между заданным значением угла поворота командной оси a(t) и действительным значением управляемой величины - углом поворота исполнительной оси b(t) и преобразует сигнал e(t) = a(t) - b(t) в пропорциональное ему напряжения рассогласования Ue(t), т. е. Ue(t) = Ua(t) - Ub(t) = Ke[ a(t) - b(t) ] - Ke ? e(t), где Ua, Ub - соответственно потенциалы движков потенциометров Пвх и Пвых; Ке - коэффициент усиления измерительного устройства (потенциометры Пвх и Пвых имеют одинаковые конструкции и параметры).Повернем теперь командную ось на некоторый угол. В результате этого возникнут угол рассогласования e = a - b и пропорциональные ему напряжения Uд двигатель вращаться и через редуктор будет поворачивать исполнительную ось и движок потенциометра Пвых в сторону уменьшения угла рассогласования до тех пор, пока этот угол не станет равным нулю. Следует отметить, что направление вращения двигателя будет совпадать со знаком угла рассогласования только в том случаи, когда обратная связь от двигателя к исполнительной оси (движку потенциометра Пвых) будет отрицательной.Представленная схема содержит следующие элементы: П - потенциометр, входной величиной для которого является угол рассогласования ?(t) а выходной пропорциональное ему напряжения рассогласования U?(t); ЭУ - Электронный усилитель, входной величиной для которого является напряжения рассогласования U?(t) а выходной усиленное напряжение пропорциональное напряжению рассогласования Uy(t); ТП - тиристорный преобразователь, входной величиной для которого является усиленное напряжение пропорциональное напряжению рассогласования Uy(t) а выходной напряжение питания якорной обмотки двигателя Uд(t); ДПТ - двигатель постоянного тока независимого возбуждения, входной величиной для которого является напряжение питания якорной обмотки двигателя Uд(t) а выходной скорость вращения вала двигателя ?(t) РЕД - редуктор, входной величиной для которого является скорость вращения вала двигателя ?(t) а выходной скорость вращения вала рабочей машины.Потенциометрическое устройство описывается уравнением: Uq(t) = кпот ? q (t), (1) где кпот=70 в/рад. Следовательно, потенциометрическое устройство представлено пропорциональным звеном и описываются уравнением: Uq(S) = 60?q (S) (4) Электронный усилитель описывается уравнением: Uy(t) = кэп ? Uq (t), (5) где кэу = 30. Следовательно, электронный усилитель представлен пропорциональным звеном и описывается уравнением: Uy(S) = 30?Uq (S) (8) Тиристорный преобразователь в режиме непрерывного тока описывается звеном, состоящим из последовательного соединения линейного безинерционного звена с коэффициентом усиления ктп и звена чистого запаздывания, то естьСтруктурная схема САУ (рис.3) представляет собой графическое изображение математической модели САУ в виде соединений отдельных звеньев, которые изображаются прямоугольником внутри которого записывается либо передаточная функция либо уравнение либо статическая характеристика и отражает ее динамические свойства.Размыкаем схему на рисунке 2 перед элементом сравнения (цепь обратной связи) и разворачиваем в прямую цепь. Передаточная функция разомкнутой САУ представляет собой произведение передаточных функций каждого звена: Wp(S) = , (31) где коэффициент усиления разомкнутой САУ kv определяется как произведение: kv = кпот?кред?ктп?кэу?кд = 70•0,00333333333•15•30•3 = 315 (32)Замыкаем цепь обратной связи.
План
Содержание
Введение
1. Описание системы автоматического управления
1.1 Основные свойства и функциональное назначение элементов СА
1.2 Принцип работы САУ
1.3 Функциональная схема САУ
2. Уравнения динамики и передаточные функции элементов САУ
3. Структурная схема САУ
4. Дифференциальные уравнения и передаточные функции САУ
4.1 Дифференциальное уравнение и передаточная функция разомкнутой САУ
4.2 Дифференциальное уравнение и передаточная функция замкнутой САУ
4.3 Дифференциальное уравнение и передаточная функция ошибки
4.4 Исследование системы на астатизм
5. Исследование устойчивости исходной замкнутой САУ
5.1 Исследование по критерию Гурвица
5.2 Исследование устойчивости по критерию Найквиста
5.3 Определение показателей качества по логарифмическому критерию
5.4 Исследование устойчивости по критерию Михайлова
5.5 Сравнение результатов исследования устойчивости разными методами
6. Расчет последовательного корректирующего устройства (КУ)
6.1 Построение желаемой логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЖЛАЧХ)
6.2 Выбор КУ
6.3 Расчет и построение ЖЛФЧХ
7. Определение показателей качества скорректированной системы
7.1 Моделирование скорректированной САУ при помощи пакета Mathlab
7.2 Определение показателей качества по переходной характеристике замкнутой САУ
7.3 Определение запасов устойчивости, граничного коэффициента усиления по логарифмическим частотным характеристикам разомкнутой. САУ
7.4 Построение и расчет зоны устойчивости
Вывод
Список литературы
Введение
Пояснительная записка содержит 7 разделов, в которых описывается последовательность исследования системы на устойчивость, выбор и определение параметров корректирующего устройства, а также нахождение необходимых критериев устойчивости.
Рисунок 1 - Принципиальная схема САУ
В данной курсовой работе исследуется электромеханическая следящая система с потенциометрическим измерительным устройством, работа которого основана на использовании принципа регулирования по отклонению. Упрощенная принципиальная схема САУ представлена на рис.1. В ее состав входят: потенциометрическое измерительное устройство Пвх и Пвых, тиристорный преобразователь (усилитель мощности) ТП, электронный усилитель ЭУ, двигатель постоянного тока с независимым возбуждением ДПТ, редуктор РЕД и рабочая машина РМ. Численные значения параметров элементов приведены ниже, в таблице 1.
Таблица 1 - Численные значения параметров элементов согласно варианту заданного руководителем
№ ва-р ТТП с ТМ с ТЭ с КТП КД рад/В?с КЭУ КПОТ В/рад КРЕД С1 с С2 с2 С3 с3
