Содержание
Задание на выполнение курсовой работы
Теоретические основы методов расчета корректирующих цепей САУ и исследование их устойчивости
Расчет курсовой работы
Модернизация электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа
Исследование устойчивости типовых звеньев САУ
Исследование области устойчивости САУ
Список использованной литературы
1. Задание на выполнение курсовой работы
Объектом исследования на первом этапе является электронный термометр для систем автоматического контроля и управления (Рис 1)
Рис.1. Схема электронного термометра
ТД - датчик температуры;
K0 - инвертирующий операционный усилитель.
Исходные данные электронного термометра:
Wтд=Ктд/(tтдр+1); Ктд=0,2; tтд=1с; Rтд=100 Ом.
Wк0=K0 = -R2/R1 = -50; Wэт= Wтд*Wко.
Задание на выполнение работы
Изменить быстродействие электронного термометра, сохраняя тип (параметры) ТД, математическую форму Wэт (апериодическое звено) и величину Кэт = Ктд*К0 = - 10, при следующих исходных данных: t =1/XY, где X и Y — две последние цифры индивидуального шифра студента,
Для выполнения задания использовать корректирующие цепи двух типов - последовательную и антипараллельную. Рассчитать схемотехнические параметры корректирующих цепей и модернизированного электронного термометра в целом, Выбрать оптимальный вариант схемотехнической реализации соответствующей корректирующей цепи.
Исследовать устойчивость типовых звеньев САУ, охваченных положительной и отрицательной обратной связью (Табл. 1).
Таблица 1
W(р) Кр К/р К/(Тр+1)
К/(Т1р2 +Т2р+1)
Wос
+1; - 1
Исследовать и обеспечить в случае необходимости области устойчивости САУ, заданной структурной схемой (Рис.2)
Рис.2. Структурная схема САУ
Т1=1/Х; T2=1/Y; К=X*Y, где
Х- последняя цифра шифра студента;
Y- предпоследняя цифра шифра студента.
2. Теоретические основы методов расчета корректирующих цепей САУ и исследование их устойчивости
Корректирующие цепи вводятся для реализации определенных (заданных) свойств САУ — устойчивости, быстродействия, качества, математической формы передаточной функции и т.д. Например, исходную передаточную функцию САУ вида
W0(p) = K/ (T1p2+Т2р+1)
требуется преобразовать к виду
W(p) = K/(T3р+1)
Подобные задачи математически решаются на основе процедуры введения соответствующей корректирующей цепи Wк(р):
W(р) = W0(p)*Wк(р)
W(р)= [К/(Tlp2 + Т2р+1)]*[(T1p2+Т2р+1)/(Т3р+ 1) = К/(Т3р+1)
где: Wк(р) = [Т1р2 + Т2р +1|/(Т3р + 1)]
Практическое решение таких задач включает схемотехническую реализацию передаточной функции соответствующей корректирующей цепи.
Различают корректирующие цепи последовательного, параллельного и антипараллельного (с обратной связью) типов. Между ними существует взаимно однозначное соответствие, т.е. САУ с определенной передаточной функцией можно реализовать с помощью любого из перечисленных типов корректирующих цепей:
- последовательная цепь
W(р) = Wо (р)* Wк1(р);
- параллельная цепь
W(p) = Wо (р) + Wк2(р);
- антипараллельная цепь
W(р) = Wо (р)/(1-Wк3(р)*W0(р)
При этом, естественно, математическая форма и схемотехническая реализация соответствующих корректирующих цепей Wк1(р), Wк2(р), Wк3(р) будут различными.
Необходимым условием реализации САУ является ее устойчивость. Исследование устойчивости является обязательной процедурой при реализации корректирующих цепей, т.к., во-первых, введение корректирующей цепи любого вида всегда изменяет область устойчивости САУ, во-вторых, часто корректирующие цепи вводятся с цепью изменения областей устойчивости САУ. ............
