Анализ и синтез автоматической системы регулирования электропривода углового перемещения
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Факультет информационных технологий и робототехники
Кафедра Робототехнические системы
Пояснительная записка к курсовой работе
на тему
по дисциплине Теория автоматического управления
Анализ и синтез автоматической системы регулирования электропривода углового перемещения
Минск - 2011
ЗАДАНИЕ
Объект регулирования - электропривод постоянного тока с независимым возбуждением, питаемый от вентильного преобразователя напряжения.
. Передаточные функции элементов объекта управления
Управляющее воздействие U(t) на входе электродвигателя формируется с помощью усилителя У и вентильного преобразователя П. Электропривод включает: электродвигатель М и редуктор Р.
Редуктор обеспечивает преобразование частоты вращения вала двигателя в угол поворота.
При синтезе автоматической системы регулирования углового положения усилитель и вентильный преобразователь можно отнести к объекту регулирования. С учетом этого функциональная схема обобщенного объекта регулирования принимает вид, приведенный на рис. 1.
Рис. 1 Функциональная схема обобщенного объекта управления
Математическая модель обобщенного объекта управления может быть представлена структурной схемой приведенной на рис. 2.
Рис. 2 Структурная схема обобщенного объекта управления
Здесь: Wэ(p), Wм(p) и Wрд(p) - передаточные функции электрической и механической частей электродвигателя и редуктора соответственно;
Wуп(p) - передаточная функция усилителя и вентильного преобразователя;
?(t) - угловое перемещение выходного вала редуктора (основная регулируемая величина);
?(t) - скорость вращения вала двигателя (вспомогательная регулируемая величина);
І(t) - ток якоря двигателя (вспомогательная регулируемая величина);
F (t) - возмущающее воздействие.
Передаточные функции Wэ(p), Wм(p) и Wред(p) имеют следующий вид:
Где Кэ и Тэ - коэффициент усиления и электромагнитная постоянная времени якоря двигателя соответственно;
Тм - электромеханическая постоянная времени якоря двигателя;
Кр - коэффициент передачи редуктора.
Передаточная функция усилителя и вентильного преобразователя
где Кп - произведение коэффициентов усиления усилителя и преобразователя, Тп - постоянная времени вентильного преобразователя.
Структурная схема синтезируемой АСР углового перемещения звена промышленного робота представлена следующей структурной схемой приведенной на рис.3.
Здесь Wрп(p), Wрс(р) и Wрт(р) - искомые передаточные функции регуляторов положения, скорости и тока соответственно;
Передаточные функции датчиков имеют следующий вид:
Wдт(р) = Кдт- передаточная функция датчика тока;
- передаточная функция датчика скорости;
Wдп(р) = Кдп - передаточная функция датчика положения.
Исходные данные:
№ вар.КпТпКэТэТмКрдКдпКдтКдсТдс206,40,0656,920,0870,450,00755,235,780,0480,065АННОТАЦИЯ
система автоматическое регулирование электропривод
Система автоматического управления электроприводом состоит из объекта управления и регулятора. Объект регулирования - электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением, питаемый от вентильного преобразователя напряжения. Управляющее воздействие U(t) на входе электродвигателя формируется с помощью усилителя У и вентильного преобразователя П. Электропривод включает: электродвигатель М и редуктор Р. Редуктор обеспечивает преобразование частоты вращения вала двигателя в угол поворота. Все это относится к объекту регулирования.
Необходимо выбрать и рассчитать регуляторы системы управления. Выбор типов регуляторов осуществляется при помощи следующих методов синтеза: модального оптимума, симметричного оптимума, поконтурной оптимизации.
Моделирование системы управления и объекта управления осуществляется при помощи программного пакета Simulink в Matlab.
ВВЕДЕНИЕ
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 многих случаях осложняется наличием случайных возмущений (помех). При этом необходимо выбирать такой закон регулирования, при котором сигналы управления проходили бы через систему с малыми искажениями, а сигналы шума практически не пропускались.
Теория автоматического регулирования прошла значительный путь своего развития. На начальном этапе были созданы методы анализа устойчивости, качества и точности регулирования непрерывных линейных систем. Затем получили развитие методы анализа дискретных и дискретно-непрерывных систем.
1. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ
.1 Постановка задачи синтеза АСР
К з