Главная База знаний "Allbest" Производство и технологии Расчет и исследование системы управления динамическим объектом

Расчет и исследование системы управления динамическим объектом

Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока как пример использования методов теории автоматического регулирования. Система стабилизации тока дуговой сталеплавильной печи, мощности резания процесса сквозного бесцентрового шлифования.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 18.01.2013
Размер файла 513,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

  • 1. Общие методические указания
  • 2. Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока
  • 2.1 Описание системы
  • 2.2 Технологические требования к системе стабилизации
  • 3. Система управления процессом врезного шлифования
  • 3.1 Описание системы
  • 3.2 Технологические требования к системе
  • 4. Система стабилизации мощности резания процесса сквозного бесцентрового шлифования
  • 4.1 Описание бесцентрового шлифовального станка
  • 4.2 Технологические требования к системе стабилизации
  • 5. Система электромагнитного подвеса
  • 5.1 Описание системы
  • 5.2 Технологические требования к системе стабилизации
  • 6. Система стабилизации тока дуговой сталеплавильной печи
  • 6.1 Назначение и краткое описание системы
  • 6.2 Уравнения элементов системы
  • 6.3 Технологические требования к системе стабилизации
  • 6.4 Рекомендация по выполнению работы
  • Литература

1. Общие методические указания

Цель курсовой работы

Целью курсовой работы по теории автоматического управления является приобретение практических навыков по анализу и синтезу конкретных систем управления. Обобщенная функциональная схема системы автоматического управления представлена на рис.1.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1.1 Обобщенная функциональная схема системы регулирования

Здесь приняты следующие обозначения: - вектор выходных переменных; - вектор управляющих воздействий; ; - вектор входных переменных; - вектор состояния; - объект управления (регулирования); Р - регулятор, цель функционирования которого состоит в организации свойства при . На схеме (рис.1.1) сплошной линией обозначена обратная связь по выходным переменным, значение которых и нужно поддерживать на заданном уровне с требуемой точностью. Пунктиром обозначена возможная обратная связь по состоянию, если переменные, образующие вектор , технически доступны измерению.

В каждом из вариантов систем, которые представлены в последующих разделах, для расчета предлагается функциональная схема объекта с описанием математической модели каждого элемента. Понятно, что на практике проектировщик системы управления прежде всего и должен грамотно составить функциональную схему объекта и выделить основные группы переменных (), которые характеризуют его свойства.

Этапы выполнения курсовой работы

Задание на курсовую работу предполагает выполнение следующих этапов.

· Выделение в исходном описании объекта основных переменных и представление его математической модели в какой-либо стандартной форме (дифференциальные уравнения, уравнения состояния, передаточные функции и т.д.).

· Изображение подробной структурной схемы объекта с указанием возмущений и помех измерения.

· Исследование собственных свойств объекта (с использованием косвенных методов оценки качества процессов или путем имитационного моделирования).

· Проверка условий разрешимости задачи синтеза.

· Расчет статического режима системы по заданной точности стабилизации выходных величин. Обычно точность задается значением отклонения выходных переменных при действии возмущений в диапазоне от нуля до номинальных значений. Целью расчета статики является определение требуемого значения коэффициента усиления регулятора. На этом этапе обычно устанавливается схема включения регулятора в контур регулирования.

· Выбор и обоснование метода синтеза структуры и параметров регулятора по заданным требованиям к динамике (т.е. к процессу ) и виду модели объекта. Особое внимание нужно обратить на переход от "технологических" требований (обычно это быстродействие и перерегулирование) к одной из форм желаемой динамической характеристики.

· Расчет структуры и параметров регулятора: согласование результата с требуемыми значениями коэффициентов усиления по условиям статики.

стабилизация автоматическое управление шлифование

· Проверка результатов синтеза с помощью моделирования непрерывной системы.

· Анализ влияния нелинейного характера одного из элементов объекта на работу системы управления.

Задание по расчету регулятора модальным методом

1. Составить описание объекта управления в пространстве состояний.

2. Определить передаточную функцию объекта управления по управляющему воздействию и возмущению, коэффициент передачи, постоянные времени.

3. Определить вид передаточных функций корректора статики и корректора динамики, порядок замкнутой системы.

4. По заданным показателям качества определить границы области допустимого расположения корней.

5. Рассчитать параметры корректирующих звеньев.

6. Рассчитать наблюдатель состояния, определить вид, параметры корректирующего звена.

7. Изобразить структурную схему наблюдателя состояния на интегрирующих элементах.

8. Изобразить структурную схему замкнутой системы с корректирующими звеньями и наблюдателем состояния.

9. С помощью пакета MATLAB провести анализ свойств замкнутой системы стабилизации (или слежения). Снять переходный процесс, определить показатели качества (перерегулирование, время переходного процесса, установившуюся ошибку (статическую или скоростную)), сравнить значения полученных показателей с заданными.

10. С помощью моделирования выполнить анализ влияния нелинейной или нестационарной характеристики одного из элементов объекта на работу системы управления.

11. Сделать вывод по работе.

Задание по расчету регулятора частотным методом синтеза

1. Составить описание объекта управления в пространстве состояний.

2. Определить передаточную функцию объекта управления по управляющему воздействию и возмущению, коэффициент передачи, постоянные времени.

3. Определить желаемый коэффициент передачи разомкнутой системы по заданному значению статической или скоростной ошибкам.

4. Построить логарифмические амплитудные частотные характеристики (ЛАЧХ) исходной и скорректированной разомкнутой системы.

5. Определить ЛАЧХ и передаточную функцию корректирующего звена.

6. Проверить устойчивость системы логарифмическим критерием Найквиста.

7. По ЛАЧХ и ЛФХ разомкнутой скорректированной системы определить запасы устойчивости по фазе и модулю.

8. Изобразить структурную схему корректирующего звена на интегрирующих элементах.

9. Изобразить структурную схему замкнутой системы.

10. С помощью пакета MATLAB провести анализ свойств замкнутой системы стабилизации (или слежения). Снять переходный процесс, определить показатели качества (перерегулирование, время переходного процесса, установившуюся ошибку (статическую или скоростную)), сравнить значения полученных показателей с заданными.

11. С помощью моделирования выполнить анализ влияния нелинейной или нестационарной характеристики одного из элементов объекта на работу системы управления.

12. Сделать вывод по работе.

Оформление курсовой работы

Законченная курсовая работа оформляется в виде пояснительной записки. Пояснительная записка должна соответствовать стандарту ТПУ 2.5.01-99 "Работы выпускные квалификационные, проекты и работы курсовые. Общие требования и правила оформления".

Пояснительная записка должна включать в указанной ниже последовательности: титульный лист, задание, содержание, введение, основную часть, заключение, список использованных источников, приложения.

Основная часть пояснительной записки должна подробно отражать ход и результаты исследования по всем пунктам программы. В ней, однако, ни в коем случае не должно быть переписанных текстов из учебников, учебных пособий, монографий или других изданий. Терминология, обозначения и определения должны быть едиными по всей записке и соответствовать общепринятым в научно-технической литературе. Сокращения слов в тексте и подписях под иллюстрациями не допускаются. Все обозначения электрических, механических и других физических величин должны быть приведены в системе СИ.

2. Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока

2.1 Описание системы

Одним из типичных примеров использования методов теории автоматического регулирования является система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (рис.2.1.).

Рис.2.1 Схема управления двигателем постоянного тока с независимым возбуждением

Здесь приняты следующие обозначения: - управляемые преобразователи для питания якорной цепи и обмотки возбуждения двигателя; - двигатель постоянного тока; - обмотка возбуждения двигателя; - активные сопротивления преобразователей; - напряжение и ток на якоре двигателя; - угловая скорость вращения двигателя; - момент, развиваемый двигателем; - момент сопротивления на валу двигателя, преодоление которого обычно является технологическим назначением двигателя; , - напряжения на входах управляемых преобразователей.

На основании физических законов [1] и при допущении, что инерционность управляемых преобразователей существенно ниже инерционности процессов в двигателе, можно записать математическую модель системы (рис.2.1) в линейном приближении:

где - момент инерции двигателя совместно с приведенным значением момента инерции механизма; - поток возбуждения двигателя; - коэффициент, зависящий от конструкции двигателя; , - индуктивность и активное сопротивление якорной цепи "преобразователь - двигатель"; индекс "" обозначает номинальное значение.

Как правило, для электроприводов общепромышленных механизмов , где - момент инерции двигателя.

Параметры якорной цепи двигателя определяются на основе паспортных данных. Активное сопротивление якорной цепи двигателя находят по выражению

где - коэффициент полезного действия.

Индуктивность якорной цепи

,

где - число пар полюсов машины; - для двигателей с компенсационной обмоткой.

Индуктивностью преобразователя можно пренебречь , активное сопротивление преобразователя соизмеримо с сопротивлением нагрузки .

Произведение определяется по соотношению

.

2.2 Технологические требования к системе стабилизации

Цель управления заключается в стабилизации скорости вращения двигателя . Причем выход на заданную скорость вращения должен осуществляться за время (табл.2.1) с перегулированием не более . Максимальное отклонение по скорости не должно превышать значения при , .

Для измерения к двигателю подключается тахогенератор. Выбор тахогенератора можно выполнить по значению номинальной частоты вращения в соответствии с вариантом задания (см. табл.2.2). В зависимости от выходной переменной тахогенератора, а также соотношения постоянных времени двигателя, как объекта управления, и преобразователя, определяется его передаточная функция, которая учитывается вместе с передаточной функцией объекта управления при расчете регулятора

Исходные данные для расчета параметров регулятора приведены в табл.2.1

Таблица 2.1

№ п/п

Паспортные данные двигателя

1

0,17

110

3,0

104,2

0,53

2

0,004

0,17

20

3

2

0,55

220

3,2

102,7

0,70

2

0,005

0,55

10

3,2

3

0,75

220

5,5

117

0,77

2

0,011

0,75

5

5,5

4

0,4

110

4,0

115,6

0,68

2

0,011

0,4

10

4

5

0,6

220

3,5

143,5

0,69

2

0,028

0,6

15

3,5

6

0,92

220

5,2

120,8

0,58

2

0,022

0,92

5

5,2

7

0,46

220

4,8

110

0,63

2

0,018

0,46

20

4,8

8

0,30

110

3,6

109,1

0,51

2

0,009

0,3

0

3,6

Таблица 2.2

№

Тахогенератор

Паспортные данные тахогенератора

Rя

1

ТД-103-ПМ

6

1000

0,051

0,1

700

2

ТД-103-ПМ

6

1000

0,051

0,1

700

3

ТД-103

6,6

1500

0,041

0,1

660

4

ТД-103-ПМ

6

1000

0,051

0,1

700

5

ТД-103-ПМ

6

1000

0,051

0,1

700

6

ТД-201

7,7

1000

0,077

0,2

780

7

ТД-102

3,3

1500

0,028

0,1

330

8

ТД-103-ПМ

6

1000

0,051

0,1

700

3. Система управления процессом врезного шлифования

3.1 Описание системы

При врезном шлифовании деталей типа валов и отверстий съем припуска происходит за счет поперечной подачи шлифовального круга [2]. На рис.3.1 введены обозначения: - скорость поперечной подачи шлифовальной бабки; - сила взаимодействия и в процессе обработки; - величина упругой деформации, вызываемая нежесткостью технологической системы; - приведенная жесткость.

Рис.3.1 Схематическое изображение процесса шлифования

Припуском называется слой металла, который необходимо снять в результате шлифования. Текущий припуск - это разность между текущим и окончательным значениями радиуса детали. Скорость съема припуска определяется скоростью и коэффициентом режущей способности шлифовального круга , который применяется в зависимости от диаметра , а также вследствие его затупления.

В процессе шлифования необходимо обеспечить автоматическое изменение скорости съема припуска в зависимости от его текущего значения, например по программе, изображенной на рис.3.2, где и - начальное, конечное значение припуска; - величина припуска для перехода на чистовую обработку. С целью контроля припуска используется измерительная скоба с индивидуальным датчиком и преобразователем. Перемещение шлифовальной бабки осуществляется через редуктор двигателя постоянного тока.

Рис.3.2 Диаграмма изменения припуска в процессе шлифования

Математическая модель процесса описывается системой уравнения [3]

где - перемещение шлифовальной бабки (подача); и - коэффициенты передачи двигателя совместно с редуктором и измерительного преобразователя припуска; - напряжение, пропорциональное припуску; - сигнал управления. В последних двух уравнениях не учитывается инерционность двигателя и измерителя по сравнению с инерционностью процесса шлифования.

Таким образом, процесс описывается системой дифференциальных уравнений второго порядка. Структурная схема системы показана на рис.3.3.

Рис.3.3 Структурная схема системы

В соответствии с рис.3.2 и моделью процесса шлифования уравнение эталонного входного сигнала системы имеет вид

где

Схема устройства, формирующего эталонный сигнал заданного вида, представлена на рис.3.4.

Рис.3.4 Схема формирования входного воздействия

3.2 Технологические требования к системе

Цель управления состоит в выполнении заданного программного изменения припуска в процессе шлифования. Для формирования внешнего сигнала по схеме рис 3.4 необходимо рассчитать параметры динамических звеньев di в соответствии с вариантом задания.

Система управления должна обеспечивать на начальном этапе обработки выход режима шлифования без перерегулирования на заданный программный уровень за время . Максимально допустимое отклонение от программного движения (табл.3.1).

В системе управления необходимо учесть, что коэффициент резания изменяется во времени,

,

причем правка шлифовального круга производится через время , после чего

.

Таблица 3.1

Параметр

1

2

3

4

5

6

7

8

,

,

30

40

20

30

40

20

30

40

,

100

300

400

200

500

300

100

200

,

,

18

15

25

32

12

8

10

14

,

0,5

0,8

1,2

0,7

0,9

0,6

1,2

0,8

,

0,08

0,2

0,2

0,1

0,15

0,05

0,4

0,3

,

0,02

0,03

0,04

0,035

0,05

0,03

0,025

0,04

,

0,001

0,002

0,003

0,002

0,005

0,001

0,001

0,003

,

3,0

3,6

4,5

2,9

2,4

2,0

5,0

4,6

,

Произвести синтез регулятора с учетом диапазона и скорости измерения коэффициента .

4. Система стабилизации мощности резания процесса сквозного бесцентрового шлифования

4.1 Описание бесцентрового шлифовального станка

Станок предназначен для обработки цилиндрических деталей небольшого диаметра (3…20 мм) с высокой точностью, причем на точности обработки деталей сказываются упругие деформации станка. Известно, что стабилизировать упругие деформации можно путем стабилизации мощности, расходуемой на резание приводом шлифовального круга, а это, в свою очередь, ведет к повышению точности обработки деталей. Целью курсовой работы является синтез системы стабилизации мощности, расходуемой на резание (рис.4.1).

Рис.4.1 Структурная схема процесса сквозного центрового шлифования

Здесь U - напряжение якорной цепи двигателя постоянного тока, осуществляющего подачу обрабатываемой детали в зоне резания; I - ток якорной цепи; ,, - момент, развиваемый двигателем, момент нагрузки и суммарный момент вращения соответственно; - скорость вращения привода подачи; S - линейная скорость перемещения детали в зоне резания; - мощность резания; N - мощность, расходуемая приводом шлифовального круга на резание; h - припуск обрабатываемой детали, изменяющийся во времени случайным образом; - сопротивление якорной цепи двигателя подачи; - постоянная времени якорной цепи; , - приведенный к якорю двигателя; - коэффициент связи скорости вращения привода подачи и скорости движения обрабатываемой детали в зоне резания; - коэффициент связи между скоростью подачи детали и мощностью резания; - электромеханическая постоянная времени привода шлифовального круга.

4.2 Технологические требования к системе стабилизации

Переходный процесс в замкнутой системе стабилизации мощности, расходуемой на резание, должен быть монотонным (т.е. без перерегулирования); вид переходного процесса не должен зависеть от переменного параметра (припуска обрабатываемой детали); требуемое время переходного процесса () точность работы системы () заданы в табл.4.1 На первом этапе расчета можно считать припуск обрабатываемых деталей постоянным, равным верхнему пределу, указанному в табл.4.1.

Таблица 4.1

Параметр

Вариант

1

2

3

4

5

6

7

8

60

70

40

70

50

60

40

50

0,4

0,3

0,4

0,2

0,4

0,3

0,25

0,3

10

12

9

11

11

10

9

12

10

12

9

11

11

10

9

12

0,10

0,08

0,05

0,04

0,06

0,07

0,04

0,8

5,0

6,5

4,2

6,0

5,3

4,8

4,0

4,7

1,0

1,2

1,4

1,1

1,3

1,1

1,0

1,2

0,001

0,002

0,001

0,002

0,003

0,002

0,002

0,002

0,05

0,06

0,08

0,10

0,07

0,05

0,04

0,06

60…

140

80…

160

70…

200

80…

240

70…

180

60…

170

60…

160

70…

220

0,8

0,6

0,7

0,5

0,6

0,8

0,6

0,8

3

2

4

2,5

0,6

3,5

1

3

Ku ? 10-3 [1/A]

6.0

11.67

4.44

12.73

13.64

12.0

8.89

8.33

Предварительно необходимо, используя структурную схему станка, записать дифференциальные уравнения объекта в нормальной форме, оценить величину и пределы изменения.

5. Система электромагнитного подвеса

5.1 Описание системы

Электромагнитный подвес (ЭП) представляет собой систему стабилизации положения с электромагнитным исполнительным механизмом [5] (рис.5.1).

Рис.5.1 Функциональная схема электромагнитного подвеса

На рис.5.1 использованы следующие обозначения: УМ - усилитель мощности; ЭМ - электромагнит; ДП - датчик положения якоря ЭМ. ЭП работает следующим образом. Отклонение якоря ЭМ x от некоторого заданного положения V измеряется датчиком положения ДП, выходной сигнал которого подается на вход регулятора P. Выходной сигнал регулятора U, сформированный в соответствии с выбранным законом управления, усиливается блоком УМ и прикладывается к катушке электромагнита. Изменение тока в катушке ЭМ и, следовательно, тягового усилителя, приводит к перемещению якоря ЭМ в направлении, соответствующем убыванию величины x. Таким образом, обеспечивается стабилизация положения якоря ЭМ относительно заданного положения V.

Конструкция электромагнитного исполнительного механизма показана на рис.5.2, где I - цилиндрический магнитопровод; 2 - катушка; 3 - якорь; 4 - неподвижное основание; 5 - подвешиваемое тело.

Полная система уравнении, описывающих динамику электромагнитного исполнительного механизма, следующая [6]:

(5.1)

где приняты обозначения:

m-суммарная масса подвешиваемого груза, кг; - внешнее усилие, приложенное к подвешиваемому телу, H; S - суммарная площадь воздушного зазора между якорем и магнитопроводом ЭМ,; w - число витков в катушке ЭМ; - средняя длина силовой линии в ЭМ,; R - активное сопротивление катушки ЭМ; Ом; x=V+x.

Система (5.1) может быть преобразована к одному скалярному уравнению стандартного вида

(5.2)

Уравнение (5.2) описывает динамические свойства электромагнитного исполнительного механизма при любых значениях x (t) и i (t) и используются при синтезе систем, обеспечивающих стабилизацию положения якоря ЭМ при достаточно больших отклонениях x и подвешиваемого груза.

В некоторых случаях при расчете систем стабилизации такого вида может быть использована более простая математическая модель электромагнитного исполнительного механизма. В частности, предполагая, что в процессе работы воздушный зазор ЭМ изменяется мало по сравнению с его средней величиной, можно считать

x<<V (5.3)

Кроме того, по условиям работы ЭП справедливо

(5.4)

где

- постоянная составляющая усилия нагрузки.

Математическая модель электромагнитного исполнительного механизма с учетом (5.3) и (5.4) будет иметь вид

(5.5), где

Так же, как и (5.2), это уравнение нелинейно и содержит нестационарные параметры. Основным отличием этого уравнения является то, что .

Еще более простую математическую модель имеет электромагнитный исполнительный механизм, катушка которого подключена к выходу управляемого источника тока, т.е. для случая, когда в качестве УМ используется усилитель с токовой обратной связью. При этом вместо второго уравнения системы (5.1) имеем соотношение

(5.6)

где - коэффициент передачи УМ с токовой обратной связью.

С учетом предложений (5.3) и (5.4) уравнение динамики ЭМ может быть преобразовано к виду

(5.7)

где

Это уравнение линейно, поэтому синтез регулятора ЭП в данном случае может быть проведен с использованием линейных методов. Однако необходимо помнить, что уравнение (5.7) описывает динамику ЭМ только при малых отклонениях якоря x от заданного положения V, при неизменной массе подвешиваемого груза, в том случае, когда УМ с токовой обратной связью может быть описан как идеальный управляемый источник тока.

5.2 Технологические требования к системе стабилизации

Требуется определить параметры регулятора (см. рис.5.1) таким образом, чтобы обеспечить стабилизацию положения якоря ЭМ относительно заданного значения V. Процесс отработки возмущений должен носить апериодический характер и заканчиваться за время tп (табл.5.1). Расчёт системы выполнить при следующих характеристиках внешнего усилия: и причём .

Таблица 5.1

Параметры

1

2

3

4

5

6

7

8

0,1

0,1

0,14

0,26

0,22

0,18

0,16

0,24

800

800

800

800

800

800

800

800

650

325

255

510

325

255

510

650

2

8

15

40

10

12

4

16

3,2

1,2

2,5

1,5

3,0

2,2

1,6

3,1

1

2

5

5

3

4

2

5

10

10

10

10

10

10

10

10

50

80

150

400

60

100

220

180

50

25

15

10

50

50

50

50

0,05

0,02

0,01

0,01

0,08

0,06

0,02

0,04

6. Система стабилизации тока дуговой сталеплавильной печи

6.1 Назначение и краткое описание системы

Система стабилизации дуговой сталеплавильной печи (рис.6.1) предназначена для преобразования электрической энергии в тепловую посредством мощного дугового разряда между электродом и расплавляемым металлом, загруженным в дуговую сталеплавильную печь.

Рис.6.1 Функциональная схема системы стабилизации ДСП

Здесь У - тиристорный усилитель; ЭГП - электрогидропровод; ДСП - дуговая сталеплавильная печь; P - регулятор.

Система работает следующим образом. В установившемся режиме величина тока дуги I соответствует заданному значению , ошибка =0. При действии на систему возмущения, вызывающего изменение дугового промежутка, а следовательно, и тока дуги (например, в виде обвала подплавившихся кусков металла) . Сигнал рассогласования усиливается до номинальных величин на входе электрогидропровода. При этом электрод, связанный с исполнительным механизмом ЭГП, перемещается вверх или вниз (в зависимости от знака величины) до тех пор, пока значение тока дуги не окажется равным заданному . Система возвращается в исходное положение.

6.2 Уравнения элементов системы

Усилитель У является безынерционным звеном с нелинейной статической характеристикой

(6.1)

представленной на рис.6.2.

Поведение электрогидропривода описывается дифференциальным уравнением

(6.2)

где

- скорость перемещения электрода; l - межэлектродное расстояние; U - сигнал на входе электрогидропровода; T, A, B - параметры (см. табл.6.1); - нелинейная статическая характеристика ЭГП (рис.6.3)

Дуговая сталеплавильная печь является нелинейным нестационарным элементом и может быть описана уравнением

(6.3)

в котором конкретный вид неизвестен, за исключением его граничных значений - (см. табл.6.1).

6.3 Технологические требования к системе стабилизации

Технологической целью управления является поддержание постоянного горения дуги, что соответствует стабилизации тока на некотором постоянном уровне .

Необходимо рассчитать параметры регулятора, обеспечивающего выполнение следующих требований: время переходного процесса в системе при отработке возмущений не более (табл.6.1); характер переходного процесса - монотонный.

6.4 Рекомендация по выполнению работы

1. Имея в виду нелинейный нестационарный характер объекта управления, неполноту информации о нем, широкие пределы изменения , в качестве метода синтеза целесообразно использовать метод старшей производной [4].

Таблица 6.1

Параметр

1

2

3

4

5

6

7

8

T

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,04

0,06

0,05

A

2

1

5

2

3

4

4

1

B

2

3

2

4

1

1

3

4

0,10

0, 20

0,30

0,40

0,50

0,40

0,60

6,50

10

20

30

25

15

18

28

12

0,10

0, 20

0,30

0,25

0,15

0, 20

0,35

0,41

10

15

13

20

15

16

11

17

5

5

5

5

5

5

5

5

10

10

10

10

10

10

10

10

2. В случае расчета линейной стационарной системы принять следующие значения:

Усилитель (У) в этом случае является пропорциональным звеном,

(6.4)

дифференциальное уравнение электрогидропривода следующее:

(6.5)

а уравнение дуговой сталеплавильной печи можно преобразовать к виду:

(6.6)

Таким образом, прямой канал системы, изображенной на рис.6.1, описывается уравнениями (6.4) - (6.6). Расчет регулятора можно выполнить частотным либо модальным методами.

Замечание:

При расчете регулятора частотным методом для построения исходной ЛАЧХ требуется определить постоянные времени типовых звеньев. С этой целью можно предварительно вычислить корни характеристического уравнения 3-го порядка

, (6.7)

например, с помощью решения Кардано [6]. Путем замены переменных

уравнение (6.7), записывается в виде

где

Корни последнего уравнения определяются следующим образом:

где

Литература

1. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учеб. пособие для вузов. - Л., 1982.

2. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. - СПб., 2004.

3. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики: Учеб. Для вузов - М.: Высш. Шк., 1986.

4. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования - М.: Высшая школа, 2006.

5. Козлов А.П., Красов И.М. Электромагнитные управляющие элементы. - М., 1966.

6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. - М., 1977.

7. Любчик М.А. Силовые электромагниты аппаратов и устройств автоматики постоянного тока: Расчет и элементы проектирования. - М., 1968.

8. Михелькевич В.Н. Автоматическое управление шлифованием. - М.: Машиностроение, 1975.

9. Никулин Е.А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза систем. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004.

10. Свенчанский А.Д., Гуттерман К.Д. Автоматическое регулирование электрических печей. - М. - Л., 1965.

11. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1989.

12. Филипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. - М.: Лаборатория базовых знаний, 2001.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены