Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (n=1500 об/мин; Рном=0,30 кВт)

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт цветных металлов и материаловедения

Кафедра автоматизации производственных процессов в металлургии

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Пояснительная записка

      Руководитель                                                                  доц., к.т.н., В.А. Осипова 

      Студент  МФ 07-08                                                                         А.А. Аврамчук

Красноярск 2010

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт цветных металлов и материаловедения

Кафедра автоматизации производственных процессов в металлургии

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

1 Тема курсовой работы:  Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

2 Дата выдачи задания                                                                                   09.09.2010

3 Срок  сдачи  студентом  законченной  работы                                          08.12.2010

4 Исходные данные к КР: n=1500 об/мин; Р_ном=0,30 кВт; t_p=1,5 с; ∆=10%; 𝜎 = 25%.

5 Перечень графического материала: схема АСР (рисунок 1).

Руководитель курсовой работы                                            доц., к.т.н., В.А. Осипова 

Студент  МФ 07-08                                                                                А.А. Аврамчук

СОДЕРЖАНИЕ

Введение4

1 Анализ АСР5

   1.1 Выбор элементов АСР5

         1.1.1 Выбор двигателя5

         1.1.2 Выбор электромашинного усилителя (ЭМУ)6

         1.1.3 Выбор тахогенератора6

   1.2 Определение передаточных функций основных элементов АСР7

         1.2.1 Определение передаточной функции двигателя7

         1.2.2 Определение передаточной функции ЭМУ 9

         1.2.3 Определение передаточной функции тахогенератора10

   1.3 Определение передаточной функции АСР10

   1.4 Исследование устойчивости АСР12

         1.4.1 Расчет критического коэффициента усиления13

         1.4.2 Расчет необходимого коэффициента усиления13

   1.5 Построение ВЧХ замкнутой системы13

         1.5.1 Разбивка ВЧХ на трапеции 15

   1.6 Построение переходного процесса системы17

         1.6.1 Построение переходного процесса методом трапеций17

         1.6.2 Построение переходного процесса в VisSim20

         1.6.3 Построение переходного процесса в MathCad20

   1.7 Анализ результатов первой части курсовой работы21

2 Синтез АСР22

   2.1 Построение ЛАЧХ исходной системы22

         2.1.1 Построение ЛАЧХ двигателя22

         2.1.2 Построение ЛАЧХ ЭМУ24

         2.1.3 Построение ЛАЧХ тахогенератора25

         2.1.4 Построение ЛАЧХ некорректированной системы26

   2.2 Построение ЛАЧХ желаемой системы26

   2.3 Построение ЛАЧХ корректирующего устройства28

   2.4 Выбор и расчет корректирующего устройства29

   2.5 Определение передаточной функции корректирующего

устройства и корректированной АСР35

   2.6 Исследование устойчивости корректированной АСР37

   2.7 Построение переходного процесса корректированной АСР39

         2.7.1 Построение переходного процесса в VisSim 39

         2.7.2 Построение переходного процесса в MathCad 39

   2.8 Анализ результатов курсовой работы40

Заключение41

Список использованных источников42

ВВЕДЕНИЕ

          При решении практических задача автоматического регулирования исходят обычно из заданных элементов системы и объекта регулирования, добиваясь с помощью соответствующих мер улучшения точности и быстродействия системы регулирования в соответствии с поставленными требованиями. Задача получения требуемого качества тесно связана с задачей синтеза. Синтез систем автоматического регулирования в общем виде решает задачу приближения искомых характеристик к условно оптимальным, определенным по техническим требованиям. В системах регулирования искомыми параметрами являются коэффициенты усиления и параметры, определяющие характер передаточной функции. При определении характера передаточной функции приходится в первую очередь определять параметры необходимых корректирующих устройств, включаемых в систему для улучшения показателей качества процессов регулирования и динамической точности.    

В последнее время широкое распространение получил синтез методом логарифмических частотных характеристик. Это подтверждается большим количеством разработанных номограмм, диаграмм, графиков и типовых характеристик. 

Достоинством метода является простота построения некорректированной и желаемой характеристик, а также нахождение суммарной характеристики последовательных корректирующих звеньев.

Расчет автоматической системы, состоящей из связанных между собой в единую замкнутую цепь различных элементов, представляет достаточно сложную задачу с возможностью многозначного решения.

Целью курсовой работы является овладение методикой выбора элементов АСР и расчета их передаточных функций.