Методические указания по выполнению курсового проекта.

Введение

В введении раскрывается актуальность и значение темы, формируются цели и задачи работы.

Общая часть

В общей части необходимо описать функционирование рассматриваемой системы, обратив особое внимание на доказательства ее работоспособности и области применения. При описании системы нужно четко сформулировать, что именно система должна делать, для чего она предназначена. В том числе необходимо ответить на следующие обязательные вопросы:

· какая задача регулирования решается данной САУ;

· каков предполагаемый диапазон работоспособности системы;

· какой принцип регулирования использован в данной САУ;

· что является объектом регулирования;

· что является регулируемой переменной;

· что предполагается измерять;

· какова природа управляющего воздействия и возмущения;

· имеется ли в системе устройство сравнения и если да, то как оно работает.

Дать описание принципов работы элементов измерительной системы, которые могут быть использованы в предлагаемой САУ.

Специальная часть

Создание функциональной схемы САР по принципиальной схеме

Любая функциональная схема САР по отклонению включает в себя объект управления – ОУ с выходной регулируемой величиной х(t) и возмущающим воздействием – f; устройство управления – УУ, обеспечивающее c заданной точностью стабилизацию выходной величины х т.е. x(t)=x₀=const; задающее устройство – ЗУ, обеспечивающее необходимое значение x₀ ; обратную связь – ОС; сравнивающее суммирующее устройство – ССУ (см. рис.1).

В свою очередь УУ может состоять из усилительного элемента, исполнительного устройства и последовательной или параллельной коррекции.

Рис. 1. Функциональная схема САР

Кроме того, в САР возможно дополнительное регулирование по возмущающему фактору f , или задающему воздействию g либо одновременно по возмущающему фактору и задающему воздействиям (комбинированное управление).

ССУ может быть реализовано на операционном либо электронном усилителе, магнитном либо электромашинном усилителе, либо на измерительном устройстве.

Всевозможные датчики, преобразующие выходную х(t) регулируемую величину ОУ в электрический сигнал, составляют главную обратную связь. Исходная принципиальная схема САР разбивается на отдельные устройства и узлы с учетом выполняемых ими функций. Выявляется в схеме ЗУ и ОУ, название которого и его выходная величина, как правило, указаны в наименовании САР. В следящих системах ОУ является двигатель постоянного тока (ДПТ) с редуктором, а регулируемой величиной является угол поворота.

Необходимо помнить, что в функциональной схеме САР, в прямой цепи прохождения задающего воздействия g на первом месте располагается ЗУ, а ОУ – последним (см. рис. 1).

2.3.2 Принцип регулирования САР по отклонению

Задачей САР или системы стабилизации является обеспечение на выходе объекта управления требуемого значения x₀ .Поэтому, перед запуском системы в эксплуатацию разрывается главная обратная связь и, изменяя параметры ЗУ, настраиваются на работу все элементы и устройства так, что бы обеспечить нужное значение x₀ .

2.3.3 Создание структурной схемы САР

Для составления структурной схемы необходимо по дифференциальным уравнениям (ДУ) элементов и устройств САР (см. прил. 1) составить их передаточные функции. При этом, составляющую ДУ по возмущающему фактору f (Mc, Iн и т.п.) необходимо учитывать только для объекта управления ОУ.

Поэтому ОУ будет иметь две передаточные функции (ПФ) по управляющему воздействию и по возмущающему фактору . Сравнивающие суммирующие устройства имеют тоже несколько передаточных функций и их количество определяется количеством входов.

Для определения выражения передаточной функции по конкретному воздействию используется принцип суперпозиции.

Передаточная функция есть отношение выходного сигнала в изображении s к входному при нулевых начальных условиях, либо отношение оператора правой части дифференциального уравнения к оператору левой части при замене р на s.

Структурная схема есть графическое представление дифференциального уравнения устройства, когда выражение передаточной функций вписывается в прямоугольник, а входное воздействия и выходная величина изображаются стрелками.

Структурная схема САР составляется по ее функциональной схеме с учетом полученных передаточных функций элементов и устройств , входящих в данную схему. Функциональной схеме, изображенной на рис.1 соответствует структурная схема рис. 2.

Рис. 2.. Структурная схема САР частоты вращения ДПТ

2.3.4 Передаточные функции САР по отклонению

    Используя правила структурных преобразований , необходимо полученную структурную схему САР по функциональной привести к виду, изображенному на рис. 3.

Рис. 3. Структурная схема САР

Используя данный рисунок, рассмотрим подход получения следующих передаточных функций САР :

· Передаточная функция разомкнутой систем W_PC(s) ;

· Передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию

· Передаточная функция замкнутой системы по возмущающему фактору

· Передаточная функция замкнутой системы по ошибке регулирования

Для получения передаточной функции разомкнутой систем W_PC(s) составим структурную схему разомкнутой САР. Для этого, в структурной схеме:

· отрабатываются все воздействия и цепи, прилегающие к ним;

· разрывается главная ОС, и ее цепь является продолжение прямой цепи

· прохождения g воздействия (см. рис. 4).



                    Рис. 4 Структурная схема разомкнутой САР

       Тогда можем записать выражение для передаточной функция разомкнутой системы

                                 (1)

     Для получения передаточной функции замкнутой системы по любому из воздействий воспользуемся принципом суперпозиции. Структурная схема для получения передаточной функции замкнутой системы по задающему воздействию представлена на рис. 5.

         Рис. 5. Структурная схема САР по задающему воздействию

Запишем выражение передаточной функции как

            (2)

        Анализируя уравнение (2), можно отметить, что числитель передаточной функции есть передаточная функция прямой цепи прохождения сигнала g. Поэтому можем записать:

                           (3)

Структурная схема для получения передаточной функции замкнутой системы по возмущающему фактору представлена на рис. 6.



                     Рис. 6 Структурная схема САР по возмущающему фактору

             Тогда выражение передаточной функции запишем как:

Либо можем записать

                 (4)

где   – передаточная функция прямой цепи прохождения возмущающего фактора.

Структурная схема для получения передаточной функции замкнутой системы по ошибке регулирования представлена на рис. 7.

Рис. 7. Структурная схема САР по ошибке регулирования

                                        (5)

Анализируя уравнения (3) – (5), можем сделать вывод, что передаточная функция замкнутой системы по любому из воздействий z равна дроби

                 (6)

      где – передаточная функция прямой цепи прохождения сигнала z.

      Получая выражения передаточных функций системы, необходимо их привести к двух этажной дроби.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 269; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!