Министерство транспорта РФ

Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Государственный университет морского и речного флота

имени адмирала С.О. Макарова»

Курсовая работа

по дисциплине

Теория автоматического управления

Расчет судовой системы автоматического регулирования

Схема ___4___, вариант ___2___

Исправленный отчет от 04.01.2019

Выполнил: курсант 331 группы

Пикалёв К.Ю.

Проверил: преподаватель

Малышев В.А.
Санкт-Петербург

2019 г.

ЗАДАНИЕ
на курсовую работу по дисциплине "Теория автоматического управления"

курсанту 3 курса ФСЭ, группы Э-331 Капустиной В.С.

Выдано ..2019 г. Руководитель Малышев В.А.
ЗАДАНИЕ: рассчитать судовую систему автоматического регулирования.
1.АНАЛИЗ СИСТЕМЫ:

1.1. Составить краткое описание принципа действия и функциональную схему САР;

1.2. Вывести дифференциальные уравнения элементов системы и произвести их линеаризацию;

1.3. Вывести передаточные функции объекта управления по задающему и возмущающему воздействиям;

1.4. Разработать структурную схему САР;

1.5. Определить передаточные функции и характеристические уравнения контура управления и замкнутой САР;

1.6. Исходя из требования статической точности определить коэффициент передачи САР;

1.7. Рассчитать критический коэффициент передачи системы с помощью критерия устойчивости Гурвица;

1.8. Построить АФЧХ контура управления и логарифмические характеристики, определить запас устойчивости САР.
2. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ:

2.1. Выбрать и рассчитать корректирующее устройство, исходя из задания по улучшению качества регулирования;

2.2. Рассчитать параметры типового регулятора (коэффициенты пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих), которые обеспечивают стандартный вид переходного процесса:
- апериодического,
- минимум среднеквадратичной ошибки,
- оптимум по модулю.

2.3. Рассчитать и построить переходные характеристики САР по пунктам 2.1 и 2.2.

---

3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ САР:

3.1. Исследовать систему на автоколебания с учётом заданной нелинейности методом гармонической линеаризации (нелинейную характеристику задает руководитель);

В пояснительной записке должны быть даны все необходимые обоснования и расчеты, объем пояснительной записки должен составлять не более 20 машинописных страниц, все схемы, а также статические, динамические характеристики выполняются на отдельных листах, в конце пояснительной записки приводится заключение о достигнутых результатах работы по сравнению с заданием.

Схема …4.. Вариант …2…
Преподаватель кафедры ЭДАС ………………………….Малышев В.А.


Задача 4 Система автоматического регулирования тока генератора.

Генератор имеет следующие параметры: U_н = 220 В, ω_н = 78,5 рад/с, 2р = 4; 2а = 2.

L_я = 11мГн;L_н= 2,34мГн; I_в = 9,21 А.

Диапазон регулирования D = 1, коэффициент передачи датчика тока K_ДТ = 18мВ/А, коэффициент передачи сравнивающего устройства СУ K_су = 40.

Изменение сопротивления нагрузки .

Вариант	Генератор								Тиристорный преобразователь		Фильтр		Точность регулирования
	Iн, А	rя, Ом	wя	rв, Ом	Iвн, А	wв	Lн, мГн	TТП, с		Тф, с		δ, %
2	410	0,057	89	24	9,21	750	2,34	0,008		0,01		0,5

---

Рис. 1. Принципиальная схема САР тока генератора

R2 – датчик тока;

СУ – сравнивающее устройство;
Анализ Системы.

1.1.Краткое описание принципа действия и функциональная схема САР.

Описание системы работы.

Объектом управления является генератор, управляемой величиной- ток якорной цепи(ток генератора).При изменении нагрузки изменяется ток генератора. Предположим, что сопротивление нагрузки увеличится, значит, ток уменьшится, а следовательно, падение напряжения на измерительном шунте R₂станет меньше. Этот сигнал поступает на сравнивающее устройство СУ. Выходной сигнал СУ определяется разностью между заданным значением U₀ и напряжением с датчика R_2.

Ошибка, то есть выходной сигнал СУ, увеличивается. Далее стоит пропорциональный усилитель. Если на его входе сигнал возрос, то и на выходе тоже возрастет. Угол отпирания тиристоров α уменьшается, напряжение на обмотке возбуждения увеличивается, следовательно, ток возбуждения и создаваемый магнитный поток увеличатся, ЭДС генератора возрастает, что и стабилизирует ток якорной цепи.

Ф
ункциональная схема САР представляется в следующем виде:
Рис.2.Функциональная схема САР

ОУ – объект управления

ЗУ – задающее устройство

ЧЭ – чувствительный элемент.

ИОУ – исполнительный орган управления.

1.2. Выведем дифференциальные уравнения элементов системы и произведем их линеаризацию.

Уравнение равновесия напряжения якорной цепи генератора:


Уравнение цепи нагрузок генератора:


Решаем данные уравнения совместно, относительно тока якоря:


Преобразовав уравнение генератора, получим:


Уравнение возбуждения цепи генератора:

---

Решая совместно систему:

, где
(сек.) – постоянная времени обмотки возбуждения;
- коэффициент передачи генератора по возбуждению;
;
, β - коэффициент пропорциональности между потоком и магнитодвижущей силой (определяем пользуясь графиком (рис.3.));
(Вб);
- конструктивная постоянная генератора;
;

Рис.3.

= 0,32

= 1,0


1.3. Передаточные функции объекта управления по задающему и возмущающему воздействиям.

Уравнения тиристорного преобразователя, работающего в режиме непрерывного тока, запишется в следующем виде:

, где
-коэффициент передачи тиристорного преобразователя по управлению;

Передаточная функция ТП: .

Уравнение датчика тока:

;
(мВ/А);
Уравнение регулятора тока:

;
.
Решая совместно выше приведённые уравнения относительно тока якоря, получаем уравнение разомкнутой САУ:

; (1)
Передаточная функция разомкнутой системы по управлению:

---

(об/сек);
(Ом);
L_я= 11 (мГн)= 0,000011 (Гн) - индуктивность якоря генератора определяется по уравнению.
Передаточная функция по возмущению:



Уравнение замкнутой системы получим, приравняв ,

; (2)
1.4. Разработка структурной схемы САР

Структурную схему САР строим по уравнениям передаточных функций отдельных звеньев.

- передаточная функция П-регулятора

- передаточная функция ТП

- передаточная функция двигателя по управлению

- передаточные функции ДПТ по возмущению

- передаточная функция потенциометра


- передаточная функция тахогенератора

Рис.4. Структурная схема САР тока генератора

1.5. Определение передаточных функции и характеристические уравнения контура управления и замкнутой САР.

Передаточная функция разомкнутой САР по управлению:



Передаточная функция разомкнутой САР по возмущению:



Передаточная функция замкнутой САР по управлению:



Передаточная функция замкнутой САР по возмущению:

---

Смотрите также файлы

• Вариант Задание 8.docx

• Тезис Следует ввести смертную казнь за особо тяжкие преступления в современной России.docx

• Практическая работа html, css.docx

• Как работает гидравлическая система.docx

• Лабораторная работа 4mр исследование моделей авторегрессии и скользящего среднего первого и второго порядков методические указания к лабораторным работам по дисциплине Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем.pdf