Система автоматического регулирования - Курсовая работа

Министерство образования Российской Федерации Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет По дисциплине: «Теория автоматического управления»На ее основе в дальнейшем читаются такие курсы, как теория автоматического управления, автоматизированные системы переработки информации, управление технологическими и организационно - экономическими процессами, теория автоматизированного проектирования систем и их математическое обеспечение, теория принятия инженерных решений, а также целый ряд дисциплин специального назначения. Объекты и устройства систем регулирования отличаются по своей физической природе и принципам построения, поэтому проектировщику необходимо не только иметь хорошую подготовку в области механики, электротехники, электроники, но и уметь учитывать специфические особенности объекта. С целью овладения практическими навыками использования методов теории автоматического регулирования будущие специалисты в процессе обучения выполняют домашние задания, курсовые и дипломные работы по проектированию систем управления конкретными объектами. Трудность выполнения проектных работ в значительной степени определяется сложностью математического аппарата, используемого при описании объектов и систем автоматического регулирования (САР). Для непрерывных объектов с сосредоточенными и распределенными параметрами - это обыкновенные дифференциальные и интегральные уравнения и дифференциальные уравнения в частных производных соответственно; а для объектов информация с которых снимается в дискретные моменты времени, - разностные уравнения.Блок задания (БЗ), состоящий из источника стабилизированного напряжения и резистора RЗ задает напряжение Uз, величина которого определяет величину задания выходной координаты САР. Напряжение обратной связи подается с помощью измерительной системы выходной координаты процесса резания (ДУ), которая с точки зрения динамики представляет собой апериодическое звено первого порядка с постоянной времени ТДУ. Напряжение, получившееся в результате суммирования, подается на корректирующее устройство (КУ). Корректирующее устройство падает напряжение на усилитель (УС). Он преобразует электрическую энергию промышленной сети трехфазного переменного тока в электрическую энергию постоянного тока и регулирует величину выходного напряжения U, питающего цепь якоря двигателя Д.При фрезеровании, в качестве выходных координат мы получаем: силу резания Px, толщину стружки, вращающий момент, мощность; По заданию нам необходимо регулировать погрешность обработки с заданной точностью. За выходную координату примем погрешность обработки ? Погрешность обработки, в свою очередь, по (1) прямопропорциональна силе резания Px. На выходную координату оказывают влияние: диаметр фрезы D, число зубьев фрезы z, ширина фрезерования B, подача на зуб Sz, частота вращения шпинделя nш. Выбор управляющей координаты, оказывающей самое эффективное воздействие на выходную координату при соответствующих ограничениях.Произведем разработку структурной схемы неизменяемой части САР, в которую входят все элементы кроме корректирующего устройства. Его передаточная функция: Значение постоянных времени T1 и T2 дано в исходных данных, а значение коэффициента передачи найдем из условия номинального значения напряжения якоря двигателя. Согласно системе уравнений (3) двигатель можно представить в виде следующей схемы: Все характеристики двигателя рассчитаем следующим образом: 1/Rя=0.592 Тэ=Lя/Rя=0.03787 Тогда передаточная функция двигателя будет иметь вид: Передаточное устройство является линейным звеном. Зная номинальные значения частоты вращения вала двигателя и подачи на зуб фрезерного станка, запишем передаточную функцию: Процесс резания как объект управления с учетом возмущений опишем используя формулу (4).Передаточная функция разомкнутой системы будет выглядеть следующим образом: Используя эту передаточную функцию строим ЛЧХ и ЛФХ: По графику переходного процесса видим, что некорректированная САР является неустойчивой, т.к.Из графиков ЛФХ и ЛЧХ, представленных в предыдущем пункте видно, что кривые необходимо «приподнять». ЛФХ и ЛЧХ будут выглядеть следующим образом: Из графиков видно, что система имеет хорошие запасы устойчивости по модулю порядка 7 дб, по фазе порядка 36°.Переходной процесс выходной координаты при изменении управляющего воздействия для разомкнутой САР: t,с Переходной процесс выходной координаты при изменении возмущения для разомкнутой САР: t,с Переходной процесс выходной координаты при изменении управляющего воздействия для замкнутой разработанной САР: t,сВ настоящее время в промышленности и сельском хозяйстве применяют десятки тысяч различных типов систем автоматического регулирования (САР), которые обеспечивают высокую эффективность производственных процессов.

Содержание

Введение

Задание

1. Анализ исходных данных

2. Анализ процесса резания

3. Разработка структурной схемы неизменяемой части САР

4. Анализ устойчивости некорректированной САР

5. Выбор корректирующего устройства

6. Анализ качества САР

Заключение

Список литературы