Файл: PIT_Metodichka_po_peredatochnym_funktsiam.pdf

М инистерство образования и науки Российской Ф едерации 

Кубанский государственный технологический университет

К афедра электроснабжения промыш ленных предприятий

С И Н ТЕЗ  ЭЛЕК ТРО ТЕХН И ЧЕСК И Х СИСТЕМ  

ПО  ЭТАЛОННЫ М   П ЕРЕДАТО ЧН Ы М  Ф УН КЦ И ЯМ

.  .■

 I 

п  . '

Учебно-методическое  пособие к практическим занятиям 

по дисциплине  «11ринципы  инженерного творчества» 

для студентов всех форм обучения и М ИППС 

специальности  140211  Электроснабжение 

и направления  140400.6:?. Электроэнергетика и электротехника

Краснодар

2012

б и б л и о т е к а

Кубанского  государственного 

технологического  университета

УДК 621.311(063)

Составитель:  канд. техн.  наук, проф.  Ю .П.  Добробаба.

Синтез  электротехнических  систем  по  эталонны м  передаточным 

функциям:  учебно-метод.  пособие  к  практическим  занятиям  по  дисци­
плине  «Принципы  инженерного  творчества»  для  студентов  всех  форм  обу­
чения  и  М ИППС  специальности  140211  Электроснабжение  и  направления 

140400.62  Электроэнергетика  и  электротехника/  Сост.  Ю .П.  Добробаба; 

Кубан.  гос.  технол.  ун-т.  Каф.  электроснабжения  промыш ленных  предприя­

т и й -  Краснодар: Изд. ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2012.- 78 с. 1

П редставлены  примеры  определения  передаточных  функций,  пере­

ходных  характеристик  и  амплитудных  частотных  характеристик  I  [п и р о ­

технических  систем.  И зложена  методика  синтеза  систем  по  эталонным  пе­

редаточным  функциям.  Выведены  эталонные  передаточные  функции  вто­

рого,  третьего  и  четвертого  порядков.  Выполнен  синтез  капала  сняли,  бел- 

редукторного  и  редукторного  электроприводов.  Синтезированы  схемы  ав­

томатического  регулирования  выходной  координаты  инерционных  объек­

тов  первого, второго и третьего порядков.

Ил.  27. Библогр.:  6 назв.

Печатается  по  реш ению   методического  совета  Кубанского  гоеудир 

ственного технологического университета

Рецензенты: д-р техн.  наук, проф., зав.  кафедрой  Э1III  Куб!  ГУ 

Б.А.  Коробейников;

канд.  техн.  наук,  зам.  гл.  инж.  филиала  «Н ЭСК-электросеть» 
«Краснодарэлектросеть»  О.В.  Акулов.

©ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2012

Содержание

В ведение....................................................................................................................... 

4

1  Передаточные  функции  электротехнических систем ................................ 

5

2 Переходные характеристики электротехнических систем ...................  

24

3  Частотные характеристики  электротехнических систем ..........................  

31

4 Эталонные передаточные функции систем ......................  

38

5  Синтез канала связи .......................................... .....................,..............  

50

6 Синтез безредукторного электропривода....................................................... 

54

7 Синтез редукторного электропривода...............................................  

58

8  Синтез  системы  автоматического регулирования  выходной  коорди­

наты инерционного объекта первого порядка.............................................  

69

9  Синтез  системы  автоматического  регулирования  выходной  коорди­
наты инерционного объекта второго  порядка............................  

...... 

72

10  Синтез  системы  автоматического  регулирования  выходной  коор­

динаты инерционного объекта третьего  порядка............................................ 

74

Заклю чение 

. ...............................................................  

77

Список литературы .      ......................................................................................  

78

3

Введение

Электротехнические  системы  подразделяются  на  разомкнутые  п  за 

мкнутые.

В  разомкнутых системах  управляющее  воздействие задается  без  уче­

та действительного  значения  выходной управляемой  координаты,  характе­
ристик объекта и внеш них возмущ аю щ их воздействий.

В  замкнутых  системах  управляющее  воздействие  формируется  в 

непосредственной зависимости от выходной  управляемой  координаты.

При  синтезе  разомкнутых  электротехнических  систем  их  структура 

уже задана.  В  этом  случае допускается лишь выбор  варьируемых парамет­
ров объекта.

При  синтезе  замкнутых  электротехнических  систем  чаще  всего  зада­

ча сводится  к  выбору  структуры  и  параметров  регулятора  и  корректирую­

щего устройства.

Приведенные  в  методическом  пособии  примеры  синтеза  злект ротех- 

нических  систем  носят  достаточно  общий  характер  и  помогу т  читателю 
при  анализе  и  синтезе электротехнических  систем,  применяемых  в  различ­

ных  областях промыш ленности.  Синтез  выполнен  как для  конкретных,  так 
и для гипотетических электротехнических систем.

П ри  написании  методического  пособия  использован  многолетний 

опыт работы ав то р асо  студентами, аспирантами  и  инженерами.

4

1  П ередаточны е  функции  электротехнических систем

Передаточная  функция  определяется  как  отнош ение  изображения 

выходной  переменной  к  изображению  входной  переменной  при  нулевых 

начальных  условиях.  В  общ ем  случае  передаточная  функция  равна  отно­
шению  операторного  полинома,  стоящего  при  входной  переменной,  к  опе­
раторному  полиному,  стоящ ему  при  выходной  переменной  операторного 
уравнения.

Это  определение  показывает,  что  передаточная  функция  зависит  не 

от  вида  задаю щ его  или  возмущ аю щ его  воздействия,  а  от  параметров 
функциональных элементов,  составляющ их электротехническую  систему.

Определим  передаточную   функцию  для  схемы,  представленной  на 

рисунке  1.1.

К

Рисунок  1.1

М атематическая модель для  этой  схемы в операторной  форме:

х

{

р

) = К -1 (

р

) + - ^ - 1 (

р

) ’

Передаточная  функция  схемы,  представленной  на  рисунке  1.1,  имеет

вид

]У)  -\ 

Ц щ к ( р ) _ ---- Ср—

----------- = ----- 1-----

(р> 

и

м

К С р * '

Или в общ ем виде

1У(р) = — I - ,

'   '  

Тр + 1

где  Т  = КС.