Курсовая работа

По курсу «Теория автоматического управления»

На тему: «Исследование систем автоматического управления (САУ)»

Задание. 1 вариант

Рис.1 Принципиальная схема САУ

Табл. 1.

С1, с Тм, с Тэ, с Ттп, с Кред, Кд, Рад/Вс Ктп, Кэу Кпот, В/рад 0,04 0,833 0,02 3,33×10-3 1/350 2,5 20 35 70

Обозначения, принятые в таблице 1:

Тэ, Тм - соответственно электромагнитная и электромеханическая постоянная времени двигателя;

Ттп - постоянная времени тиристорного преобразователя;

kред, kд, kтп, kэу, kпот - коэффициенты усиления соответственно редуктора, двигателя Д, тиристорного преобразователя, электронного усилителя, потенциометра.

Значения коэффициентов С2 и СЗ соответственно равны: 0,1 с2 и – 0,15 с3.

1. Основные свойства и функциональное назначение элементов, образующих САУ. Принцип действия САУ

1.1 Основные свойства и функциональное назначение элементов САУ

1.1.1 Двигатель постоянного тока

Двигатель постоянного тока имеет обмотку возбуждения, расположенную на явно выраженных полюсах статора. По обмотке возбуждения проходит постоянный ток, который создает магнитное поле возбуждения. В двигателе размещена двухслойная обмотка, в которой при вращении якоря индуктируется ЭДС. При заданном направлении вращения ЭДС, которое индуктируется в проводниках, зависит только от того, под каким полюсом находится проводник.

Потенциометрическое измерительное устройство

Разновидностью информационных электрических микромашин, предназначенных для использования в дистанционных системах передачи угла, является потенциометрическое измерительное устройство. Выходным сигналом (управляемой величиной) является угол поворота вала рабочего механизма b или, что то же самое, угол поворота движка потенциометра Пвых, поскольку этот потенциометр расположен на одном валу с рабочим механизмом (на исполнительной оси ИО), а выходным сигналом – угол поворота a движка потенциометра Пвх, который расположен на командной оси КО.

Алгоритм функционирования рассматриваемого привода заключается в том, чтобы исполнительная ось ИО следила бы за произвольно изменяющимся положением оси КО, т. е. b ( t ) = a (t) при действии на элементы системы различных возмущений, в частности момента статического сопротивления Мс.

Измерительное устройство системы (потенциометры Пвх и Пвых) определяет угловое рассогласование e(t) между заданным значением угла поворота командной оси a(t) и действительным значением управляемой величины – углом поворота исполнительной оси b(t) и преобразует сигнал

e(t) = a(t) - b(t)

в пропорциональное ему напряжения рассогласования Ue(t), т. е.

Ue(t) = Ua(t) - Ub(t) = Ke[ a(t) - b(t) ] - Ke × e(t)

где Ua , Ub – соответственно потенциалы движков потенциометров Пвх и Пвых ; Кe – коэффициент усиления измерительного устройства (потенциометры Пвх и Пвых имеют одинаковые конструкции и параметры). Затем сигнал Ue (t) усиливается по напряжению и мощности соответственно с помощью УТП и ТП. В результате на выходе регулятора формируется управляющее воздействие – напряжение Uд(t) , которое подводится к якорной обмотке двигателя. Значение управляющего напряжения зависит от величины сигнала рассогласования коэффициентов усиления тиристорного преобразователя Кт.п – и усилителя постоянного тока Купт.

1.1.3 Электронный усилитель

Электронный усилитель – устройство, предназначенное для повышения мощности входного электрического сигнала. ............