Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра: Автоматика и управление в технических системах
Дисциплина: Теория автоматического управления
Курсовая работа
СИСТЕМА СТАТИЧЕСКОГО СЛЕЖЕНИЯ ЗА УГЛОВЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ
Выполнил студент: III – ИТ – 4
Сидоров А. Д.
Вариант № 14
Проверила: Дилигенская А.Н.
Самара 2012
Содержание
1. Задание на курсовую работу 3
2. Исходные данные для выполнения курсовой работы 4
2.2 Исходные данные 4
2.3 Режимы работы по нагрузке 5
2.4 Параметры варианта 5
3. Расчетная часть 6
3.1 Преобразование структурной схемы 6
3.2 Определение статического коэффициента передачи Kгр 8
3.3 Переходный процесс системы до коррекции 8
3.4. Определение статической ошибки 10
3.5. Коррекция по ЛАЧХ эквивалентной разомкнутой структуры 10
3.6. Исследование параметров скорректированной системы 11
3.7. Функциональная и структурные схемы после коррекции 13
3.8. Сравнительная таблица показателей переходного процесса 13
4. Список использованных источников 14
1 Задание на курсовую работу
Главной задачей является устранение противоречия между требованиями к системе по устойчивости и требованиями по допустимой статической погрешности. Это достигается путем коррекции частотных характеристик разомкнутой системы. Основные этапы выполнения КР:
1. Составить структурную схему с входами по задающему воздействию φЗ основному возмущению МС и выходом по регулируемой координате φ.
2. Составить структурную схему с входом φЗ и выходом φ при МС = 0.
3. Составить структурную схему с входом МС и выходом φ, при φЗ =0.
4. Определить статический коэффициент передачи Kгр, обеспечивающий
устойчивость структуры и соответствующую ему статическую
погрешность в номинальном режиме (2,1.).
5. Построить переходные функции по φЗ при K = 0,9Kгр, указать прямые показатели качества этих характеристик.
6. Выбором K = KN и введением корректирующих звеньев обеспечить статическую погрешность в номинальном режиме ε ≤ 0,3εгр. Определить схему и выбрать параметры корректирующих звеньев.
7. Рассчитать и построить при K = KN переходную функцию по φЗ, указать ее показатели, в том числе запасы устойчивости по амплитуде и фазе.
8. Привести структурную и функциональную схемы после коррекции.
9. Привести сравнительную таблицу показателей переходного процесса до и после коррекции.
2 Исходные данные для выполнения курсовой работы
2.1 Исходные данные
Исходными материалами КР являются функциональная схема базовой САУ и математические модели звеньев соответствующей структурной (алгоритмической) схемы (Рис.1).
MC JН
φЗ Uя φ
—
Рисунок 1 – Функциональная схема САУ
Здесь:
ОУ – объект управления, состоящий из двигателя постоянного тока (ДПТ) с независимым возбуждением. Влияние собственно нагрузки Н отражается воздействием сопротивления МС и момента инерции JН нагрузки Н на валу двигателя; ИП – измерительный преобразователь; У – усилитель постоянного тока, φЗ – задаваемый угол, φ –обрабатываемый угол.
При выполнении курсовой работы используется схема замещения ДПТ (Рис.2), в которой учитывается как обратная связь по скорости Kω, так и возмущающее воздействие МС.
МС
Uя МВ — ω φ
—
Рисунок 2 – Схема замещения
2.2 Режимы работы по нагрузке
2.1 Номинальный режим: МCN = 0,15∙Мвр.max, JН = Jдв
2.2 Изменение момента инерции нагрузки, приведенное к валу двигателя
2.3 Изменение момента сопротивления, приведенное валу двигателя
2.3 Параметры варианта
3.1 Требуемые показатели переходной функции φ(t):
Перерегулирование σ ≤ 25,0%,
Длительность переходного процесса tП ≤ 1,5 с,
Ошибка в установившемся режиме εN ≤ 0,2 εгр, где εгр – статическая погрешность в номинальном режиме.
3.2 Параметры ДПТ:
Uя max = 24В,
Rя = 0,4 Ом,
Lя
= 4∙10-3
= 4∙10-3
= 15∙10-3
,
KМ
= 2∙10-3
,
Kω = 0,2 В∙С,
J∑=10-4
= 10-4
= 3,74∙10-4
н∙м∙с2,
Здесь N=n1∙n2,
где n1 – номер в списке группы – 14,
n2 – номер группы – 1.
3.3 Усилитель У и измерительный преобразователь ИП пропорциональные безынерционные звенья.