Синтез последовательного корректирующего устройства

курсовая работа

1. Синтез последовательного корректирующего устройства

1.1 Задание на курсовую работу по дисциплине «Теория автоматического управления»

1. Произвести синтез последовательного корректирующего устройства по логарифмическим частотным характеристикам для обеспечения заданных показателей качества системы автоматического управления электроприводом постоянного тока.

2. Рассчитать кривые переходных процессов в скорректированной системе при поступлении на вход сигналов и .

3. Произвести оценку показателей качества переходных процессов и сравнить их с заданными.

4. Построить ККП и логарифмические частотные характеристики скорректированной системы при помощи программы «Анализ».

5. Сравнить результаты построений вручную и на ЭВМ.

Рис.1. Структурная схема системы автоматического управления двигателем постоянного тока.

На рис.1. приняты следующие обозначения:

передаточная функция регулятора скорости;

передаточная функция силового преобразователя,

где Ксп=75- коэффициент усиления преобразователя,

Тсп=0,0015 с - постоянная времени силового преобразователя;

передаточная функция датчика скорости,

Где КД=0,15 В*с - коэффициент усиления датчика;

передаточная функция двигателя постоянного тока с внутренним возбуждением, управляемого по якорной цепи.

Необходимо синтезировать корректирующее устройство последовательного типа, обеспечивающего необходимые показатели качества, при следующем задании:

Uдн=220 В - номинальное напряжение двигателя;

Рдн=7 кВт - номинальная мощность двигателя;

nдн=2500об/мин - номинальная частота вращения двигателя;

Iян=37 А - номинальный ток цепи якоря;

Rян=0,065 Ом - номинальное активное сопротивление цепи якоря;

J=0,15 кг*м2 - приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции.

В результате синтеза необходимо получить следующие показатели качества:

- при изменении управляющего напряжения с постоянной скоростью V=10 В/с скоростная ошибка системы ск не должна превышать 0,1 В;

- перерегулирование при номинальном ступенчатом воздействии не должно превышать значения зад=30%;

- время регулирования при номинальном ступенчатом воздействии недолжно превышать значения tуст=0.6 с.

1.2 Определение передаточных функций элементов нескорректированной САУ

Производим синтез корректирующего устройства.

Конкретизируем передаточную функцию двигателя. Для этого определяем значение коэффициента усиления Кдв и электромеханической постоянной времени Тм.

1. Вычислим номинальную угловую скорость вращения вала двигателя:

автоматический корректирующий частотный синтез

.

2. Определим конструктивные постоянные двигателя:

,

,

где МДн - номинальный вращающий момент двигателя, определяемый:

,

.

3. Определим искомые параметры Тм и КДв:

с ,

.

Теперь передаточные функции всех элементов нескорректированной САУ определены.

1.3 Приведение заданной структурной схемы САУ к структуре с единичной обратной связью

Рис.2. Структурная схема САУ двигателем постоянного тока, приведенная к единичной обратной связи.

В дальнейшем будем рассматривать замкнутую систему без учета звена с передаточной функцией . Это допустимо, т.к. датчик скорости моделируется безынерционным элементом с передаточной функцией WДД и, следовательно, звено с передаточной функцией может только масштабировать выходную координату САУ, не меняя динамических параметров. Запишем передаточную функцию разомкнутой нескорректированной системы:

.

В нашем случае:

.

Делись добром ;)