Раздел 1. Описание принципа работы САР

СОДЕРЖАНИЕ

Введение....................................................................................................... 4

1 Раздел 1. Описание принципа работы САР........................................... 5

2 Раздел 2. Математическое описание САР.............................................. 7

3 Раздел 3. Исследование САР без корректирующего звена................. 10

3.1 Исследование САР по критерию Гурвица..................................... 10

3.2 Исследование САР по критерию Михайлова................................. 11

3.3 Исследование САР по критерию Найквиста.................................. 13

3.4 Исследование САР по логарифмическому критерию.................... 16

4 Раздел 4. Исследование САР с корректирующим звеном................... 20

4.1 Исследование САР по критерию Гурвица..................................... 20

4.2 Исследование САР по критерию Михайлова................................. 21

4.3 Исследование САР по критерию Найквиста.................................. 24

4.4 Исследование САР по логарифмическому критерию.................... 27

5 Раздел 5. Исследование САР в среде Simulink.................................... 29

Заключение................................................................................................ 36

Список использованной литературы........................................................ 37

ВНИМАНИЕ!!!! Под данным текстом расположен разрыв страницы, который ни каким образом не должен попасть на следующую страницу, иначе поедут все рамки!!!! (данный текст скрытый и при печати не виден) РАБОТАТЬ со включенными непечатаемыми символами «¶»!!!

Введение

В курсовой работе по теории автоматического управления (ТАУ) требуется провести анализ и синтез системы автоматического регулирования (САР), содержащей контур с жесткой отрицательной обратной связью. Учитывая тот факт, что расчет систем различной физической природы, принадлежащих к определенному классу, одинаков, предложена САР угловой скорости двигателя постоянного тока.

Система, предназначенная для расчета, является линейной системой третьего порядка, дифференциальные уравнения каждого звена которой могут быть составлены с применением известных в электромеханике законов.

САР состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения) изменяются регулируемые переменные. Цель регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех). При этом необходимо выбрать такой закон регулирования, при котором сигналы управления проходили бы через систему с малыми искажениями, а сигналы шума практически не пропускались.

Во многих технологических процессах требуется управлять движением ИО регулировать скорость движения и ее направление, точно осуществлять остановку в заданной позиции, ограничивать ускорение движения. Такие системы управления немыслимы без автоматизации, причем применение автоматических устройств самое различное - от простейших автоматов, используемых в отдельных узлах аппаратуры связи, до автоматизированных комплексов связи. Вот почему для анализа и синтеза систем связи, глубокого понимания принципов их построения и функционирования необходимо изучение и использование теории систем управления.

Раздел 1. Описание принципа работы САР

Исходная схема системы и принцип работы САР.

Рис.1. Принципиальная схема системы стабилизации угловой скорости ДПТ

Система автоматического регулирования (САР), изображенная на рисунке 1, представляет собой систему стабилизации угловой скорости двигателя постоянного тока (ДПТ). Система является одноконтурной САР, работающей по отклонению регулируемой величины. Регулируемым параметром является скорость ДПТ ω_Д . Задающим воздействием является напряжение U₃. Задающее напряжение регулируется резистором R₃.

Принцип работы исходной системы

Скорость вращения вала двигателя постоянного тока (ДПТ) задается напряжением U_З, которое через сопротивление R₃ подается на вход операционного усилителя (рис.1). Также на него подается через сопротивление R₁ напряжение с тахогенератора U_ТГ. При увеличении нагрузки M_C уменьшается скорость вращения вала двигателя ω_Д и соответственно снижается напряжение тахогенератора U_ТГ. Суммарное напряжение U_ε увеличивается, следовательно, увеличивается напряжение обмотки возбуждения генератора (ОВГ), напряжение на двигателе и угловая скорость. При уменьшении нагрузки M_C увеличивается напряжение тахогенератора U_ТГ. Суммарное напряжение U_ε уменьшается, при этом уменьшается напряжение ОВГ и угловая скорость ДПТ снижается.

Угловая скорость ω_Д изменяется с изменением нагрузки на валу двигателя М_С. В результате можно записать, что помеха равна:

f(t) = k_f × M_C(t), (1)

где k_f – передаточный коэффициент по каналу помехи.

Стабилизация угловой скорости ω_Д достигается за счет подачи напряжения U_Д на якорную обмотку двигателя. САР является статической, поэтому работает со статической ошибкой, которая не должна превысить заданной величины.