Исследование динамических характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ЗАДАНИЕ
В данной курсовой работе требуется провести анализ характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране с использованием методов теории автоматического регулирования:
-описать заданную схему САР и ее работу при возмущающем и управляющем воздействиях;
-вывести уравнение объекта регулирования - дроссельного крана;
-привести к операторной форме уравнения всех звеньев, составить структурную схему и определить характерные передаточные функции;
-построить по собственному оператору замкнутой САР D-разбиение, проверить устойчивость САР по алгебраическому критерию Рауса-Гурвица и частотному критерию Михайлова;
-рассчитать переходный процесс при ступенчатом управляющем и возмущающем воздействиях и определить показатели качества регулирования.
Принципиальная схема САР перепада давления топлива на дроссельном кране представлена в Разделе 1 (Рисунок 1), исходные данные для расчета представлены в Таблице 1.
Таблица 1
Исходные данные для расчета
№ вариантаКоэффициентыD-разбиениеВоздействие10,50,50,050,150,5-2140,50,5
РЕФЕРАТ
Курсовая работа: 16 страниц, 4 рисунка, 2 таблицы, 2 источника, 1 приложение.
объект регулирования, регулируемый фактор, управляющее воздействие, регулируемый параметр, возмущающее воздействие, структурная схема, передаточная функция, собственный оператор, переходная характеристика, максимальное перерегулирование, время регулирования, колебательность
Курсовая работа, посвященная исследованию динамических характеристик системы, служит для закрепления знаний студентов в области проектирования САР.
Все построения и расчеты выполнены в программах MatLab Simulink, Компас-3D, Microsoft Office Excel.
сОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Назначение и принцип действия САР
2. Вывод дифференциального уравнения объекта регулирования
3. Построение структурной схемы и определение передаточных функций САР
4 Анализ устойчивости САР
5 Оценка качества регулирования САР
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ВВЕДЕНИЕ
Важным этапом проектирования систем автоматического регулирования (САР) энергетических установок является анализ их динамических характеристик. По динамическим характеристикам оценивают устойчивость и качество регулирования САР; выбирают параметры систем, удовлетворяющие заданным техническим требованиям. Анализ динамических характеристик САР проводят и использованием методов теории автоматического регулирования. На начальном этапе исследований рассматривают линеаризованную САР: составляют расчетную схему; принимают упрощающие допущения и выводят уравнения звеньев; рассчитывают и анализируют динамические характеристики системы.
1.Назначение и принцип действия САР
Рисунок 1 - Принципиальная схема САР перепада давления топлива на дроссельном кране:
- перепад давления на дроссельном кране (РП);
- расход топлива через дроссельный кран (РФ);
- перемещение золотника дроссельного крана (ВВ);
- настройка пружины чувствительного элемента (УВ);
- изменение давления на выходе из насоса (ВВ).
САР состоит из объекта регулирования - дроссельного крана и гидромеханического регулятора перепада давления. При уменьшении площади дроссельного крана перепад давления на нем возрастает. Золотник чувствительного элемента переместится вверх и соединит надпоршневую полость с магистралью , а подпоршневую полость - с магистралью Дроссельная игла с поршнем переместится вниз и уменьшит расход топлива При этом перепад давления на дроссельном кране восстановится.
2. Вывод дифференциального уравнения объекта регулирования
При выводе уравнения предполагается: силы сухого трения и гидродинамические силы пренебрежимо малы; жидкость несжимаема; давление на выходе из дроссельного крана - постоянное,
Уравнение дроссельного крана, связывающее массовый расход топлива с изменением площади дроссельного крана, определяется зависимостью:
где - коэффициент расхода; - площадь проходного сечения.
Нелинейная расходная характеристика дроссельного крана линеаризуется разложением в ряд Тейлора:
Относительное приращение площади проходного сечения дроссельного крана связано с относительным его перемещением зависимостью:
Из совместного решения уравнений можно определить линеаризованное уравнение дроссельного крана:
Где
коэффициенты передачи звена.
3. Построение структурной схемы и определение передаточных функций САР
Уравнения звеньев САР:
1)
)
)
)
)
Запишем уравнения в операторной форме:
1);
);
3);
)
Рисунок 2 - Структурная схема САР перепада давления топлива на дроссельном кране
Структурная схема САР включает контур с местной обратной связью и контур с основной обратной связью.
Определим передаточную функцию замкнутой САР по управляющему воздействию (при ):
где
После подстановки выражения для и преобразований получим:
, где:
автоматический дроссельный регулирование топливо