Исследование системы программного регулирования скорости вращения рабочего органа шпинделя (стр. 1 из 3)
ИНСТИТУТ ИНТЕГРАЦИИ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ
КГНУ
Кыргызско-Американский Факультет Компьютерных
Технологий и ИНТЕРНЕТ (КАФ-ИНТЕРНЕТ)
 |
Курсовая работа
По курсу: « Основы теории управления »
Тема: « Исследование системы програмного
регулирования скорости вращения рабочего
органа шпинделя »
Выполнил: студент гр. КИС-3-97
Краснов И.С.
Проверил: преподаватель
Алишеров С. А.
Бишкек – 1999
СОДЕРЖАНИЕ:
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................................................................... 2
Исходные данные................................................................................................................................................................ 3
1.Структурная схема системы................................................................................................................................. 5
2. Определение коэффициента усиления электронного усилителя по заданной точности................................................................................................................................................................................................................. 7
3. Определение устойчивости системы методом Михайлова А.Б.......................................... 9
4. Коррекция системы..................................................................................................................................................... 10
4.1. Построение ЛАЧХ корректирующего устройства.......................................................................................... 10
4.1.1. ЛАЧХ разомкнутой нескоректированной системы Lнс (w)........................................................................ 10
4.1.2. ЛАЧХ желаемой системы Lж(w)........................................................................................................................ 11
4.1.3. ЛАЧХ корректирующего устройства Lк(w)..................................................................................................... 12
4.2. Техническая реализация корректирующего устройства........................................................................... 13
I-Звено:...................................................................................................................................................................................... 13
II-Звено:..................................................................................................................................................................................... 14
III-Звено:................................................................................................................................................................................... 14
IV-Операционный усилитель:............................................................................................................................................. 15
4.3. Проверка правильности выбора корректирующих звеньев.......................................................................... 16
5. Построение переходного процесса и определение прямых показателей качества. 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................................................................. 18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................................................................................... 19
Курс теории автоматического управления ставит своей целью ознакомить с общими принципами построения систем автоматического управления, с процессами в этих системах и методами их исследования. Принципы построения систем автоматического управления связаны с общими законами управления, значение которых выходит далеко за пределы технических задач.
Теория автоматического управления сформировалась в самостоятельную науку, в первую очередь на основе изучения процессов управления техническими устройствами. Изучение принципов построения и исследования систем автоматического управления в курсе ОТУ проводится на основе рассмотрения управления различными техническими устройствами, и первое понятие, которое конкретизирует довольно широкое поле деятельности этого курса является автоматическое регулирование. Под автоматическим регулированием понимают поддержание на определенном уровне или изменение по закону некоторых переменных характеристик (регулируемых величин) в машинах и агрегатах без участия человека с помощью различного рода технических средств.
Рассматриваемые принципы управления имеют более широкий общий смысл и могут быть применены при изучении процессов управления в совершенно иных системах, например, в биологических, экономических, социальных и др.
 |
Задана система програмного регулирования скорости вращения рабочего органа шпинделя.
Рис. 1
На рис.1 использованы следующие обозначения:
- ОВ ЭМУ – обмотка возбуждения ЭМУ.
- ЭМУ - электромагнитный усилитель.
- Д - двигатель постоянного тока
- ОВД – обмотка возбуждения двигателя.
- Р – редуктор.
- ТГ – тахогенератор.
- У – электронный усилитель.
- E - ошибка рассогласования.
- V - скорость изменения напряжения.
- М – момент инерции шпинделя.
Система регулирования работает следующим образом: с электронного усилителя У усиленный сигнал рассогласования Е поступает на обмотку возбуждения ЭМУ (ОВ ЭМУ), ток, проходящий через ОВ ЭМУ меняется, изменяя тем самым величину магнитного потока, действующего на ротор электромагнитного усилителя (ЭМУ) - увеличивая или уменьшая скорость его вращения, и в зависимости от этих изменений меняется скорость и направление вращения двигателя (Д). Двигатель (Д), редуктор (Р), тахогенератор (ТГ) и шпиндель находятся в жесткой механической связи, поэтому изменения в скорости и в направлении вращения двигателя вызывают соответствующие изменения в скорости и в направлении вращения рабочего органа шпинделя, а также в работе тахогенератора (ТГ), который передвигает ползунок реостата в сторону изменения ошибки несогласования E.
Требуется:
1. Составить структурную схему и вывести уравнения, которыми описываются отдельные элементы и вся система регулирования в целом. Определить коэффициент усиления усилителя из заданной точности.
2. Определить устойчивость и качество переходных процессов в системе с помощью частотных методов.
3. Скорректировать систему.
4. Построить переходный процесс в системе и оценить его качество.
Дано:
| Тэ1 | Тэ2 | Тд | Кэму | Кд | Кред | Ктг | E,% | V |
| 0,1 | 0, 7 | 2,5 | 4 | 3 | 2 | 0,1 | 0,4 | 0,5 |
На основании принципиальной схемы (рис. 1) составим структурную схему (рис. 2) и рассмотрим все ее элементы для получения передаточной функции всей системы.
 |
Рис. 2
1.1 Усилитель.
(1)где Ky – коэффицент усиления электронного усилителя.
1.2 ЭМУ
(2)где Кэму- коэффицент передачи ЭМУ;
Тэ1,Тэ2 - постоянная времени ЭМУ.
1.3 Двигатель
(3)где Кдв- коэффицент передачи двигателя постоянного тока.
Тдв - постоянная времени двигателя
1.4 Редуктор
(4)где Кред - коэффициент передачи редуктора
1.5 Тахогенератор
(5)где Ктг - коэффициент передачи тахогенератора
Пользуясь (рис. 2) и формулами (1-5) составим передаточную функцию разомкнутой системы
(6)Подставив исходные значения, получим
(7)2. Определение коэффициента усиления электронного усилителя по заданной точности.
Установившаяся ошибка замкнутой САУ складывается из двух составляющих:
(8) где 
-ошибка от задающего воздействия,
-ошибка от возмущения f(t).Передаточная функция замкнутой системы по ошибке будет иметь вид:
пусть f(t)
0, тогда 
(9)Для любого воздействия ошибку можно найти с помощью коэффициентов ошибок, когда
(10)