Передаточные функции элементов системы слежения. Расчет последовательного непрерывного-коректирующего звена методом логарифмической амплитудно-частотной характеристики. Моделирование системы с непрерывным последовательным скорректированным звеном.
Цель курсового проектирования - получение навыков расчета линейных, нелинейных и импульсных систем автоматического управления (САУ), предназначенных для автоматизации производственных процессов, а также для управления механизмами общепроизводственного назначения, проектирования систем слежения для автоматического регулирования; научиться синтезировать промышленные регуляторы, моделировать переходные процессы в САУ. Проектирование следящей системы охватывает широкий круг вопросов - от математической постановки задачи до рабочих чертежей и их окончательной отработки по результатам испытаний опытных образцов.В системе слежения, котороя проектируется как исполнительное устройство, используется двигатель постоянного тока (Д) серии МИ, как усилитель мощности электромашинный усилитель с поперечным полем (ЭМУ). Для измерительного устройства (ИУ) рекомендуется использовать сельсильную пару: сельсин-первичный измерительный преобразователь и сельсин-трансформатор (приемник).Выбор двигателя начинаем с расчета необходимой мощности, которая должна быть достаточной для обеспечения заданных скоростей и ускорений объекта управления при заданной нагрузке. По каталогу [1, приложение А] выбираем двигатель большей мощности и вписываем его паспортные данные в таблицу 1.3. Таблица 1.1 - Паспортные данные двигателя МИ-51 Последовательно определяем следующие величины: 1. wн - номинальная угловая скорость двигателя (1.2): , (1.2) Выбранный двигатель проверяем, удовлетворяет ли он по моменту и скорости в соответствии со следующими условиями: , , (1.6) где l - коэффициент допустимой перегрузки двигателя по моменту (для двигателя постоянного тока l=10,0);Как усилитель мощности используется ЭМУ с поперечным полем. При выборе усилителя необходимо придерживаться условий: - номинальная мощность усилителя Рун должна удовлетворять неравенству: ,(1.7) где hд - КПД двигателя. Исходя из этих условий, выбираем тип ЭМУ[1, приложение В], данные заносим в таблицу 1.4.Передаточная функция исполнительного двигателя по углу поворота имеет вид (2.1) (если не учитывать индуктивности цепи якоря): ,(2.1) где - коэффициент усиления двигателя, равный(2.2): ,(2.2)ЭМУ с поперечным полем служит для усиления и преобразования сигнала рассогласования к величине, достаточной для управления исполнительным двигателем.Усилитель служит для согласования выходного сигнала с входным сопротивлением обмотки управления ЭМУ.Фазовый детектор (фазочувствительный выпрямитель) служит для преобразования сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока с учетом фазы.Измерительный прибор (сельсина пара) измеряет разницу (рассогласование) между значениями входной и выходной величины.На рисунке 2.1 представлена структурная схема системы слежения для автоматического управления, которою мы рассматриваем.Для того, чтобы проверить действительно ли данную систему необходимо корректировать, проведем моделирование переходного процесса с помощью пакета прикладных программ SIAM.Передаточная функция разомкнутой системы имеет следующий вид: Сопрягающие частоты определяют по формуле: (3.1) От этой точки в область низких частот проводится прямая линия с наклоном ДБ/дек.Наносим на ось абсцисс частоту и проводим через нее прямую линию с наклоном-20 ДБ/дек. Частота, которая ограничивает область средних частот желаемой ЛАЧХ слева, определяется величиной отрезка [1, табл.5.1, стр.13]. Частота, ограничивающая область средних частот справа, определяется величиной отрезка , при этом .Поскольку в задании на разработку следящей системы указана максимальная допустимая ошибка слежения Хмах, при условии, что входной сигнал может изменяться с максимальной угловой скоростью и с максимальным угловым ускорением , то для выполнения этих требований необходимо, чтобы желаемая ЛАЧХ не попадала в запрещенную область, т.к. на низких и высоких частотах нежелательно изза увеличивается перерегулирование, время регулирования и возможна потеря системой устойчивости. Для построения запрещенной области, найдем координаты ключевой точки (3.4-3.5): , (3.4) Из рисунка 3.2 видно, что запрещенная область лежит так, что она влияет на качество и устойчивость системы, т.к.ЛАЧХ последовательного непрерывного корректирующего звена строится путем отнимания из ЛАЧХ желаемой ЛАЧХ заданной системы(рис.3.3).Для проверки соответствия показателей качества скорректированной системы заданным показателям качества проведем моделирование переходного процесса с помощью пакета прикладных программ SIAM. g(t) x(t) y(t) По полученной переходной характеристике определим прямые показатели качества: время регулирования, время в течении которого отклонение выходной величины от установившегося значения становится меньше заданной величины ?.В курсовой работе спроектирована система слежения на сельсина-датчиках. Система обеспечивает синхронное и синфазное вращение двух осей, механически не связанных между собой. Такая система широко используется для дистанционного управления разными механизмами, а также при построении автоматических систем управления в разн
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 ПОРЯДОК РАСЧЕТА СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ
1.1 Разработка функциональной схемы
1.2 Выбор исполнительного двигателя
1.3 Выбор усилителя мощности
2 СОСТАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ
2.1 Исполнительный двигатель
2.2 Электромашинный усилитель
2.3 Усилитель
2.4 Фазовый детектор
2.5 Измерительный прибор
2.6 Редуктор
3 РАСЧЕТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО КОРЕКТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА МЕТОДОМ ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
3.1 Проверка заданной системы слежения
3.2 Построение ЛАЧХ заданной (нескорректированной) системы
