Система автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
Курсовая работа
по дисциплине: Основы теории оптимального управления
на тему: Система автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока
Содержание
1.Введение
1.1 Цель курсовой работы
.2 Основные задачи, решаемые при выполнении курсовой работы
.3 Применяемые методы исследования и программные средства
. Краткое описание системы управления
3. Математическая модель СА регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока
.1 Исполнительный двигатель постоянного тока
.2 Тахогенератор
.3 Управляемый тиристорный преобразователь
.4 Усилитель для астатической системы
.5 Расчет передаточных функций блоков структуры системы
.5.1 Двигатель
.5.2 ТГ
.5.3 УМ
.5.4 УТП
.6 Общая передаточная характеристика
. Обеспечение условий селективной инвариантности
. Анализ устойчивости и качества переходных процессов
.1 Распределение нулей и полюсов замкнутой системы
.2 График переходного процесса на единичное ступенчатое воздействие
.3 График АФХ замкнутой системы
.4 Графики логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ) разомкнутой системы
. Коррекция системы
.1 Последовательно включенное корректирующее звено
.1.1 Графики желаемой ЛАЧХ с найденными параметрами для разомкнутой системы и ЛАЧХ звена коррекции
.1.2 ПФ звена коррекции
.1.3 Распределение нулей и полюсов, график переходного процесса скорректированной системы
. Анализ чувствительности скорректированной системы
. Анализ нелинейной системы
. Заключение
. Список литературы.
1. Введение
1.1Цель курсовой работы
Исследовать систему автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока, произвести расчет регулятора для данной системы по заданным показателям качества (показатель колебательности и время регулирования).
1.2Основные задачи, решаемые при выполнении курсовой работы
Обеспечить следующие характеристики системы: Устойчивость, время переходного процесса - минимальное, показатель колебательности не более 1,3.
1.3Применяемые методы исследования и программные средства
- Программа CLASSIC (Complex Linear Analysis and Structure Synthesis In Control) позволяет строить математические модели, анализировать и синтезировать линейные системы управления со сложной структурой, представленные в форме структурных схем. Основными особенностями программы являются:
ориентация на методы классической теории автоматического управления;
максимальная графичность отображения структур систем и характеристик;
непосредственный и быстрый расчет характеристик систем по их структурному представлению;
тесное взаимодействие процедур построения и редактирования моделей, анализа и синтеза;
удобство исследования влияния вариаций элементов на характеристики систем в целом.
Пакет MATLAB/Simulink. Он позволяет моделировать, анализировать и симулировать физические и математические системы, содержащих в себе нелинейные элементы, в непрерывном и дискретном времени.
2. Краткое описание системы управления
Принципиальная электрическая схема системы автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока приведена на рис. 1. Такие системы электропривода широко используются в станках с ЧПУ, приводах вращения радиолокационных антенн и других устройствах. Исполнительный двигатель постоянного тока (мощностью от сотен ватт до нескольких киловатт) питается от управляемого тиристорного преобразователя. Частота вращения измеряется тахогенератором постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов.
Рис. 1. Принципиальная схема
На рисунке 1 обозначено:
ИД - двигатель с обмоткой возбуждения ОВД и якорем ЯД;
W - частота вращения вала ИД;
ТГ - тахогенератор;
- напряжение тахогенератора;
У - усилитель сигнала ошибки ;
УТП - управляемый тиристорный преобразователь, питающий якорь исполнительного двигателя ИД;
АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
Wтг - цифровой сигнал с выхода АЦП;
ЦАП - цифроаналоговый преобразователь;
?W - цифровой сигнал ошибки слежения.
3. Математическая модель СА регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока
.1 Исполнительный двигатель постоянного тока
= 0.03 с, Tja = 0.08 с, kd = 1.5 рад/(В*с).
.2 Тахогенератор
= 0.33 (В*с)/рад.
.3 Управляемый тиристорный преобразователь
= 0.003 с, kutp = 10.
.4 Усилитель для астатической системы
= 100
3.5 Расчет передаточных функций блоков структуры системы
Принцип расчета передаточных функций (ПФ) каждого из блоков одинаковый: сначала определяем входной и выходной сигналы блока, затем определяем ПФ W(s), подставляя в соответствующие этим блокам уравнения известные коэффициенты и приводя их к виду
,
затем преобразовываем выражение справа от знака равенства по Лапласу.
.5.1 Двигатель
входной сигнал - Udv, выходной сигнал - ?;
передаточная функция
3.5.2 ТГ
входной сигнал - ?, выходной сигнал - Utg;
передаточная функция
.5.3 УМ
входной сигнал - ?U, выходной сигнал - Ut;
перед?/p>