Файл: Содержание Введение. Анализ заданной структурной схемы, ее преобразования для расчетов. Определение передаточной функций системы для управляющего и возмущающего воздействий..rtf
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 113
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СодержаниеВведение. Анализ заданной структурной схемы, ее преобразования для расчетов. Определение передаточной функций системы для управляющего и возмущающего воздействий. Проверка на устойчивость методами Гурвица и ЛАЧХ - ЛФЧХ.ЗаключениеБиблиографический списокВведениеТеория автоматизированного управления и теория автоматизированного регулирования, информатика и техническая кибернетика является научной базой теории автоматического управления техническими системами.Основной задачей теории автоматического управления является воспроизведение с наименьшей погрешностью некоторого входного сигнала, при этом цель регулирования состоит к сведению к минимуму ошибки между входным и выходным сигналами.В теории автоматического управления решается задача верхнего уровня, на котором формулируется управляющее воздействие для автоматического регулятора. Система автоматического управления является верхним уровнем в иерархии управления объектами. Система автоматического регулирования играет роль низкого уровня, на котором выполняется коррекция отклонения траектории движения объекта, соответствующей управляющему сигналу, из-за действия случайных возмущений и помех, неопределенности описания объекта и т.д. В общем случае, система автоматического регулирования связанная непосредственно с процессами производства и остается базой для построения системы автоматического управления.Целью данной работы является приведение анализа и синтеза автоматизированной электромеханической системы в соответствии индивидуальным заданием.1. Анализ заданной структурной схемы, ее преобразования для расчетовНа рисунке 1.1 показана структурная схема автоматизированной электромеханической системы, анализ и преобразования которой будет проводиться.Структура системы, является линейной и представляет класс систем трехконтурного подчиненного регулирования. Первый (внутренний) контур охвачен отрицательной обратной связью по моменту ОСМ, второй - отрицательной обратной связью по скорости ОСС, третий - отрицательной обратно связью по положению ОСП.
Каждый контур имеет свой регулятор: РМ(момента), РС (скорости), РП (положения). Работают эти контуры в строгой подчиненности от внутреннего к внешнему. Когда один выполняет свои функции, другие ему не мешают, ожидая своей очереди.Главная задача системы - обеспечить для рабочего механизма требуемые движения через скорость ω, перемещение L и движущие силы от момента двигателя М с заданной точностью и быстродействием.Рисунок 1.1 - Обобщенная структурная схема автоматизированной электромеханической системы.-МсLЗ -Рисунок 1.2 - Структурная схема автоматизированной электромеханической системы) коэффициент обратной связи по токуКОМ =
=
;) коэффициент полной компенсации моментаККМ = 
;) коэффициент обратной связи по скоростиКОС = 
;) коэффициент полной компенсации скорости двигателяКKW = 
.Величины М, w, L являются выходными и обеспечиваются электродвигателем, представленным двумя звеньями с передаточными функциями:WД1(p) =
;
WД2(p) =
;КД1 - добротность механической характеристики двигателя;КД1 = 
;КД2 - жесткость механической характеристики;КД2 = 
;ТМ - электромеханическая постоянная времени;ТМ = 
;С - машинная постоянная;С= 
;Uн - номинальное напряжение якоря, В;Iн - номинальный ток якоря, А;Rд - активное сопротивление на входе якоря двигателя, Ом;J - момент инерции системы, приведенный к валу двигателя, 
;Dwн - снижение скорости двигателя при номинальном моменте нагрузки Мн относительно скорости холостого хода w0 (без нагрузки);.В международной системе единиц СИ скорость измеряется в радианах в секунду. Если скорость Nн задана в оборотах в секунду, тоwн = 
.Скорость холостого хода для двигателей постоянного тока определяется по формулеw0 = 
.Зная параметр С, можно определить номинальный момент двигателя
Мн =
,и электромеханическую постоянную времениТМ = 
.Электромагнитная постоянная времени цепи якоряТЭ = 
,где Lц.я - суммарная индуктивность цепи якоря двигателя.wн =
·2·3,14=157 (рад/с),С=
=1,25 (В·с),Мн=1,25·6=7,5 (А·В·с),w0=
=176 (рад/с),Δwн=(176-157)·
=38 (рад/с),КД1=
=0,197 (А·В·с),КД2=
=5,076 (1/А·В·с),ТМ=0,058·5,076=0,29 (с),ТЭ=0,29:5=0,058 (с),КОМ=
=0,67 (1/А·с),КОС=
=0,07 (В·с).
Принимаем КОМ = 0,67; КОС = 0,07.Результаты расчета
2. Определение передаточной функций системы для управляющего и возмущающего воздействийЗаданная система является многоконтурной системой с перекрестными связями. Для нахождения передаточной функции необходимо избавиться от перекрестных связей, используя правило переноса сумматоров или узлов.Перенесем узел против хода сигнала. Структурная схема примет вид:
Каждый контур имеет свой регулятор: РМ(момента), РС (скорости), РП (положения). Работают эти контуры в строгой подчиненности от внутреннего к внешнему. Когда один выполняет свои функции, другие ему не мешают, ожидая своей очереди.Главная задача системы - обеспечить для рабочего механизма требуемые движения через скорость ω, перемещение L и движущие силы от момента двигателя М с заданной точностью и быстродействием.Рисунок 1.1 - Обобщенная структурная схема автоматизированной электромеханической системы.-МсLЗ -Рисунок 1.2 - Структурная схема автоматизированной электромеханической системы) коэффициент обратной связи по токуКОМ =
= ;) коэффициент полной компенсации моментаККМ = ;) коэффициент обратной связи по скоростиКОС = ;) коэффициент полной компенсации скорости двигателяКKW = .Величины М, w, L являются выходными и обеспечиваются электродвигателем, представленным двумя звеньями с передаточными функциями:WД1(p) = ;
WД2(p) =
;КД1 - добротность механической характеристики двигателя;КД1 = ;КД2 - жесткость механической характеристики;КД2 = ;ТМ - электромеханическая постоянная времени;ТМ = ;С - машинная постоянная;С= ;Uн - номинальное напряжение якоря, В;Iн - номинальный ток якоря, А;Rд - активное сопротивление на входе якоря двигателя, Ом;J - момент инерции системы, приведенный к валу двигателя, ;Dwн - снижение скорости двигателя при номинальном моменте нагрузки Мн относительно скорости холостого хода w0 (без нагрузки);.В международной системе единиц СИ скорость измеряется в радианах в секунду. Если скорость Nн задана в оборотах в секунду, тоwн = .Скорость холостого хода для двигателей постоянного тока определяется по формулеw0 = .Зная параметр С, можно определить номинальный момент двигателя
Мн =
,и электромеханическую постоянную времениТМ = .Электромагнитная постоянная времени цепи якоряТЭ = ,где Lц.я - суммарная индуктивность цепи якоря двигателя.wн = ·2·3,14=157 (рад/с),С= =1,25 (В·с),Мн=1,25·6=7,5 (А·В·с),w0= =176 (рад/с),Δwн=(176-157)· =38 (рад/с),КД1= =0,197 (А·В·с),КД2= =5,076 (1/А·В·с),ТМ=0,058·5,076=0,29 (с),ТЭ=0,29:5=0,058 (с),КОМ= =0,67 (1/А·с),КОС= =0,07 (В·с).
Принимаем КОМ = 0,67; КОС = 0,07.Результаты расчета
| С, В∙с | wн, рад/с | w0, рад/с | Dwн, рад/с | Мн, А∙В∙с | КД1, А∙В∙с2 | КД2, 1/(А∙В∙с2) | ТМ, с | ТЭ, с | КОМ, 1/(А∙с) | КОС, В∙с |
| 1,25 | 157 | 176 | 38 | 7,5 | 0,197 | 5,076 | 0,29 | 0,058 | 0,67 | 0,07 |