Исследование и синтез автоматизированной системы управления углового перемещения электродвигателя постоянного тока
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский Национальный Технический Университет
Кафедра "Робототехнические системы"
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по курсу "Теория Автоматического Управления"
Анализ и синтез автоматизированной системы управления углового перемещения электродвигателя постоянного тока
Минск-2004
Содержание
Введение
. Анализ объекта
.1 Описание объекта регулирования
.2 Построение переходных характеристик объекта регулирования
.3 Анализ временных и частотных характеристик объекта
.4 Анализ устойчивости системы
.5 Вывод из анализа не скорректированной системы
. Синтез замкнутой системы управления, угла поворота вала с использованием регуляторов
.1 Синтез регулирования контура тока
.2 Синтез регулирования контура скорости
.3 Синтез регулирования контура положения
.4 Общая передаточная функцию объекта регулирования
. Анализ характеристик скорректированной системы управления
.1 Исследование работы скорректированной системы и построение графиков
.2 Устойчивость объекта с запасом устойчивости
Заключение
Литература
Введение
Современные системы автоматического управления электроприводами (САУ) характеризуются главным образом быстродействием и высокой точностью обработки заданных законов движения. Это позволяет повысить производительность промышленных установок и обеспечить необходимое качество выпускаемой продукции.
Автоматическое управление представляет совокупность воздействий, направленных на осуществление функционирования объекта управления в соответствии с имеющейся программой или целью управления, и выполняется с помощью автоматических управляющих устройств. Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования 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 же регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались бы от требуемых значений. Решение данной задачи во многом осложняется наличием случайных возмущений (помех). При этом необходимо выбирать такой закон регулирования.
Определение параметров системы, когда известна ее структура и требования на всю систему в целом, относится к задаче синтеза. Решение этой задачи при линейном объекте регулирования можно найти, используя частные методы, например, способ корневого годографа или изучая траектории корней характеристического уравнения замкнутой системы.
В работе рассмотрены задачи анализа и задачи синтеза.
Анализ систем - это процедура определения параметров системы при заранее выбранной структуре (расчётным путём или моделированием) и оценка качества регулирования. Синтез систем - процедура нахождения структуры системы в целом и определение значений параметров настройки корректирующих устройств, которые обеспечивают при заданных воздействиях заданные показатели качества. Исследование заключается в построении переходных, импульсных переходных характеристик, АФЧХ, ЛАХ и фазовые характеристики в логарифмической системе координат. Далее проводится анализ устойчивости нескорректированной системы с использованием алгебраического критерия Гурвица. И далее непосредственно синтез САУ с использованием метода по контурной оптимизации.
Полученные, таким образом, в процессе синтеза и анализа системы регулирования позволяют обеспечить высокое качество выпускаемой продукции, снижают её себестоимость и увеличивают производительность труда.
1. Анализ объекта
.1 Описание объекта регулирования
Объект регулирования - электропривод постоянного тока. Электропривод включает: электродвигатель и редуктор. Схема обобщенного объекта регулирования имеет вид:
Структурная схема электродвигателя постоянного тока с редуктором:
X(t) - входное воздействие;
U(t) - управляющее напряжение;
I(t) - ток якоря двигателя (вспомогательная регулируемая величина);
m(t) - возмущающее воздействие.
v(t) - скорость вращения вала двигателя (вспомогательная регулируемая величина);
?(t) - угловое перемещение выходного вала редуктора (основная регулируемая величина);
Передаточные функции элементов объекта регулирования:
- передаточная функция;
- передаточная функция вентильного преобразователя;
- передаточная функция электрической части;
- передаточная функция и механической части;
- передаточная функция редуктора;
- передаточная функция датчика тока;
- передаточная функция датчика скорости;
- передаточная функция датчика перемещения;
где КУ - коэффициент усиления усилителя;
ТП - постоянная времени преобразователя;
КП - коэффициент усиления преобразователя;
ТЭ - постоянная времени электрической части;
КЭ - коэффициент усиления электрической части;
КM - коэффициент усиления механической части;
ТМ - постоянная времени механической части;