Синтез корректирующего устройства (стр. 1 из 3)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ГОУВПО СФ МЭИ (ТУ)
КАФЕДРА ВТ
Курсовая работа по дисциплине:
«Моделирование систем»
| Группа: | АС-08 |
| Преподаватель: | Курчавый В.А. |
| Студент: | Мелкумов А.Г. |
СМОЛЕНСК 2011
Содержание:
1.2. Сравнивающее устройство. 5
1.3. Усилитель рассогласования. 6
2. Синтез корректирующего устройства. 11
3. Расчет параметров корректирующего контура. 17
4. Ввод нелинейностей в систему. 18
1. По заданной функциональной схеме описать принцип действия и сформулировать задачу регулирования. Составить для каждого элемента функциональной схемы уравнение движения. Составить полную структурную схему в операторной форме.
2. Выполнить коррекцию системы – последовательную либо параллельную. При этом показатели качества регулирования должны быть: статическая ошибка – не более 1% от установившегося уровня; перерегулирование – не более 30%. Быстродействие – не оговаривается, но по возможности добиться максимально возможного. Определить быстродействие по переходной функции.
3. Провести расчет параметров корректирующего контура.
4. Ввести нелинейности в характеристики элементов. Нелинейность типа «ограничение» - для усилителя рассогласования. Параметры нелинейности: уровень ограничения +15 В. Нелинейность типа «зона нечувствительности» - для двигателя.
Параметры нелинейности:
Например: В=10, то А=2.
5. Используя пакет 20-sim выполнить моделирование скорректированной системы. Рассчитать переходную функцию. Сравнить ее с переходной характеристикой пункта 2 и сделать выводы о влиянии нелинейностей на качество процесса регулирования.
Рис.1.1. Функциональная схема астатической системы регулирования напряжения генератора постоянного тока.
СУ - сравнивающее устройство;
УР - усилитель рассогласования;
ДВ - двигатель;
П - потенциометр;
УМ - усилитель мощности;
ГН - генератор ;
ДН - делитель напряжения.
Задание на регулирование – U0 – подается на первый вход сравнивающего устройства. На второй вход сравнивающего устройства подается напряжение обратной связи – Uос. Выходным сигналом сравнивающего устройства является напряжение сигнала ошибки регулирования - Uδ, которое является входным для усилителя рассогласования. Выходное напряжение усилителя рассогласования – Uур, поступает на двигатель. Выходным сигналом двигателя является угол поворота вала двигателя - Y, он изменяет угол поворота движка потенциометра, при этом изменяется выходное напряжение потенциометра Uп . Напряжение Uп усиливается усилителем мощности – Uум, и поступает на вход генератора. Выходным сигналом генератора является выходное напряжение генератора Uг, которое преобразовываясь делителем напряжения, поступает на обратную связь – Uос, для возможности сравнения с заданием на управление – U0.
Задача регулирования – поддержание изменения выходной величины Uг в соответствии с заданием на управление – Uо.
Принцип регулирования.
Данная система является следящей. Она основана на принципе регулирования по отклонению.
Она содержит: сравнивающее устройство, усилитель рассогласования, двигатель напряжения, потенциометр, усилитель мощности, генератор и делитель напряжения.
Регулятор – сравнивающее устройство, усилитель рассогласования,
двигатель, потенциометр, усилитель мощности и делитель напряжения.
Регулируемая величина – напряжение генератора.
Задание на управление – входное напряжение системы – U0.
Ошибка регулирования – выходное напряжение сравнивающего устройства - Uδ.
Данная схема регулирования является астатической. Характерной чертой таких схем является то, что она работоспособна и при нулевом значении ошибки регулирования.
1.2. Сравнивающее устройство.
 |
Рис.1.2. Функциональная схема сравнивающего устройства.
Так как сравнивающее устройство представляет собой сумматор напряжений, то уравнение движения будет выглядеть следующим образом:
Запишем полученное уравнение движения в операционной форме:
Структурная схема сравнивающего устройства представлена на рисунке 1.3.
 |
Рис.1.4. Функциональная схема усилитель рассогласования.
Усилитель рассогласования может описываться пропорциональным или инерционным звеном. Так как по условию, для усилителя рассогласования заданы постоянная времени Тур и коэффициент передачи Кур, следовательно, усилитель рассогласования описывается инерционным звеном, и имеет уравнение движения вида:
Запишем полученное уравнение движения в операционной форме:
Преобразуем полученное уравнение:
Полная структурная схема усилителя рассогласования: представлена на рисунке 1.5.
 |
Рис 1.5. Структурная схема усилителя рассогласования.
1.4. Двигатель.
 |
Рис.1.6. Функциональная схема двигателя.
Двигатель может описываться пропорциональным или инерционным интегральным звеном. По условию, для двигателя задан коэффициент передачи Кдв (отсутствует постоянная времени), следовательно, двигатель описывается пропорциональным интегральным звеном и имеет уравнение
движения вида:
Запишем полученное уравнение движения в операционной форме, для этого продифференцируем вышестоящее уравнение:
Полная структурная схема двигателя представлена на рисунке 2.6.
 |
Рис 1.7. Структурная схема двигателя.
1.5. Потенциометр.
 |
Рис.1.8. Функциональная схема потенциометра.
Потенциометр описывается пропорциональным звеном. По условию для потенциометра задан коэффициент передачи Кп. Следовательно, потенциометр имеет уравнение движения вида:
Запишем полученное уравнение движения в операционной форме:
Структурная схема потенциометра представлена на рисунке 1.9.
 |
Рис 1.9. Структурная схема потенциометра.
1.6. Усилитель мощности.
 |
Рис.1.10. Функциональная схема усилителя мощности.
Усилитель мощности может описываться пропорциональным или инерционным звеном. По условию, для усилителя мощности заданы постоянная времени Тум и коэффициент передачи Кум. Следовательно, усилитель мощности описывается инерционным звеном и имеет уравнение движения вида: