Автоматическое управление техническими системами
1. Введение
Курс «Автоматическое управление техническими системами» - один из специальных курсов для студентов специальности 180800 – «Электрооборудование автомобиле и тракторов».
Полный курс включает в себя:
Лекции – 51 час
Лабораторные работы – 17 часов
Контрольные работы – 1 час
Расчетно-графическая работа – 1 час
Самостоятельная работа – 62 часа
Заканчивается курс сдачей зачета и экзамена. Для качественного освоения курса понадобится знание дисциплин, изучаемых ранее. Это ТОЭ, основы теории электромашин постоянного и переменного тока, основы полупроводниковой техники, Электронные устройства и электрические аппараты, основы ТАУ, основы теории электропривода и т.д.
Наиболее распространенными техническими системами автомобилей и тракторов являются системы автоматизированного электропривода, системы автоматики отдельных узлов (электронный впрыск, АВS и т.п.). В данном курсе вы изучите принципы построения системы АЭП, математические модели их элементов, типовые методы анализа и синтеза систем АЭП и области их применения, научить выбирать и рассчитывать корректирующие устройства, обеспечивающие достижение заданных характеристик автомобильных технических систем. С литературой по данному курсу имеются определенные трудности. Тем не менее, основные вопросы можно найти в следующей литературе:
1.
2.
3.
4.
Лучше всего весь материал иметь в собственном конспекте.
Энерговооруженность автомобилей интенсивно возрастает от модели к модели. Количество электроприводов в автомобиле перевалило за 70 (Мерседес). В серийных автомобилях уже нашли применение электромеханический усилитель руля и электромеханическая трансмиссия. В мощных тракторах электротрансмиссия применяется уже десятилетия. С учетом этого должна быть понятна высокая значимость изучаемого нами курса.
Из основ теории электропривода вам известно, что одним из основных элементов его является электромеханический преобразователь энергии.
1.1. Электромеханический преобразователь энергии. Обобщенная электрическая машина.
В основе работы любого электромеханического преобразователя энергии лежит одно из пяти фундаментальных физических явлений:
1. На проводник с током в магнитном поле действует сила. Природа поля не имеет значения. Оно может быть создано постоянным магнитом, специальной катушкой или соседним проводником с током.
2. На ферромагнитный материал в магнитном поле действует сила, стремящаяся переместить его в зону, где интенсивность поля максимальна. Если поле создано катушкой с током, то при перемещении изменяется магнитный поток и, следовательно, в витках находится э.д.с.
3. На обкладки заряженного конденсатора и на диэлектрик в электрическом поле действует сила. При взаимном перемещении изменяется или заряд, или напряжение на обкладках, или и то и другое.
4. Некоторые кристаллы деформируются при приложении напряжения в определенном направлении. Если такие кристаллы деформировать, то возникает электрический заряд. Это явление известно как пьезоэффект.
5. Многие ферромагнитные материалы деформируются (незначительно) под влиянием магнитного поля. И наоборот: при деформации эти материалы изменяют свои магнитные свойства. Это явление называется магнитострикцией.
Наиболее часто в современной технике используется первое явление. На основе принципа «проводник в магнитном поле» выполняется большинство электрических машин.
Второе явление в основном используется в электрических аппаратах (электромагнитные реле, контакторы, пускатели и т.п.).
Третье явление используется, в основном, для создания емкостных датчиков и т.п. В последнее время с развитием технологии тонких пленок возникло очень перспективное направление пленочная электромеханика.
Четвертое и пятое явления пока, в основном, применяются для создания различных датчиков. Хотя в последнее время стали появляться сверхточные электроприводы с пьезоэлектрическими и магнитострикционными двигателями.
 |
Рис. 1.1
Такой двигатель можно представить в виде электромеханического преобразователя, имеющего n пар электрических выводов, соответствующих n обмоткам двигателя, и одну пару механических выводов, на которых в результате электромеханического преобразования энергии развивается электромагнитный момент М при скорости ω.
Приложенные к обмоткам напряжения U1, U2… Un связывают ЭМП с системой управления электропривода. Электромеханический момент и скорость связывают электромеханический преобразователь с механической частью в единую взаимодействующую систему – электропривод (ЭП).
Как правило, двигатели в ЭП – это многофазные (в общем случае) электрические машины. Для упрощения анализа процессов в многофазной машине всегда, когда это, возможно стараются свести все рассуждения к эквивалентной двухфазной модели машины.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.