Основные условные обозначения, встречающиеся в тексте

 

D - максимальная статическая погрешность регулируемой величины,

с - коэффициент скоростной ошибки,

Р_Д - номинальная мощность двигателя,

U_Д - номинальное напряжение двигателя,

U_З - напряжение задания,

I_Д - номинальный ток якоря двигателя,

w_Н - номинальная угловая скорость двигателя,

R_ЯД - сопротивление якоря двигателя при 75^о С,

R_ВГ - сопротивление обмотки возбуждения генератора при 75^о С;

R_МУ - сопротивление силовой обмотки магнитного усилителя при 75^о С;

R_Т - сопротивление силовой цепи тиристорного преобразователя;

R_Ф - сопротивление фильтра;

С_Ф - емкость конденсатора фильтра;

L_Д (L_Г) - индуктивность цепи якоря двигателя (генератора)

L_МУ - индуктивность силовой обмотки магнитного усилителя

L_Т - индуктивность силовой цепи тиристорного преобразователя

J_д - момент инерции двигателя

¡=J/J_Д - отношение момента инерции механизма, приведенного к валу двигателя к моменту инерции двигателя

J_М - момент инерции механизма

m - масса механизма

Т_ВГ - электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения генератора

Т_ОУ - электромагнитная постоянная времени обмотки управления магнитного усилителя

Кд (Кг Ктг) - коэффициент усиления двигателя (генератора, тахогенератора)

Кму (Кпу) - коэффициент усиления магнитного (полупроводникового) усилителя

К_ТП - коэффициент усиления тиристорного преобразователя

Квт – коэффициент усиления вращающегося трансформатора

i - передаточное число редуктора, коэффициент передачи

t - время запаздывания звена с запаздыванием

Список рекомендуемой литературы

 

1. Попович М.Г., Ковальчук О.В. Теорія автоматичного керування. – К.: Либідь, 2007. – 656 с.

2. Власенко А.А., Стражмейстер В.П. Судовая электроавтоматика. – М.: Транспорт, 1981. – 255 с.

3. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – СПб, Изд-во «Профессия», 2003. – 752 с.

4. Теория автоматического управления. Ч.1. Теория линейных систем автоматического управления / Н.А. Бабаков, А.А. Воронов и др; Под ред. А.А. Воронова. М.: Высш. шк. - 1986 - 376 с.

5. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Уч. пособие для втузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1989. – 304 с.

6. Сборник задач по теории автоматического регулирования и управления, под редакцией В.А. Бесекерского, изд. 4-е, – М.: Наука, 1972. – 587 с.

7. Михайлов В.С. Теория управления. – К.: Выща шк. Головное изд-во, 1988. – 312 с.

8. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные системы. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 288 с.

9. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования. – 2-е изд. перераб. и доп. – К.: Выща шк. 1989. – 431 с.

10. Воронов А.А. Основы теории автоматического управления: Автоматическое регулирование непрерывных линейных систем. – 2-е изд., перераб.– М.:Энергия, 1980.–312 с.

 

 

Приложение №1

Образец титульного листа

 

 

Министерство образования и науки Украины

 

Одесская национальная морская академия

 

Факультет электромеханики и радиоэлектроники

Кафедра электрооборудования и автоматики судов

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине

 

“Теория автоматического управления”

 

 

Направление подготовки 6.070104 – “Морской и речной транспорт”

Образовательно-квалификационный уровень – “бакалавр”

 

 

Выполнил: курсант 3221 группы факультета электромеханики и

радиоэлектроники Иванов И.И.

 

 

Руководитель: к.т.н., доцент кафедры ЭО и АС Мельникова Л.В.

 

Одесса – 2014

 

Приложение №2

 

 

Министерство образования и науки Украины

 

Одесская национальная морская академия

 

Факультет электромеханики и радиоэлектроники

Кафедра электрооборудования и автоматики судов

 

 

ЗАДАНИЕ № 1.2

 

к выполнению курсовой работы по дисциплине

 

“Теория автоматического управления”

 

 

направление подготовки 6.070104 – “Морской и речной транспорт”

Образовательно-квалификационный уровень – “бакалавр”

 

 

Выполнил: курсант 3221 группы факультета электромеханики и

радиоэлектроники Иванов А.В.

 

 

Руководитель: к.т.н., доцент кафедры ЭО и АС __________ Л.В.Мельникова

 

Дата выдачи задания «___» _________ 2014 года

Дата сдачи работы «____» _________ 2014 года

 

 

Задание принял к исполнению ____________ И.И. Иванов

 

Одесса – 2014

 

Приложение №3

 

 

Задания к курсовой работе

 

ЗАДАНИЕ № 1

 

Рассчитать электромеханическую следящую систему отработки угла поворота рулевого устройства, принципиальная схема которой показана на рис. 1.

 

 

 

Рис. 1. Следящая система автоматического управления ТП-Д

 

 

Рассогласование в системе DU определяется положением ползунков задающего потенциометра (ПЗ) и потенциометра обратной связи (ПОС), связанного механически с рабочим органом РО. При идентичных положениях ползунков DU = 0 и двигатель Д неподвижен.

Указания:

1. При повороте ползунка потенциометра на 180⁰ снимаемое с него напряжение изменяется на 100 В.

2. Определение устойчивости САУ производится без учета обратной связи по скорости.

 

Приложение №3

 

ЗАДАНИЕ № 2

 

Рассчитать следящую система с вращающимися трансформаторами, принципиальная схема которой представлена на рис. 2. Вращающиеся трансформаторы ВТ1 и ВТ2 - управляющий и исполнительный. При повороте ВТ1 на угол a на выходе ВТ2 появляется напряжение, пропорциональное разности углов поворота a-b (погрешности). Усиленное усилителями ПУ и У напряжение подается на тиристорный преобразователь ТП, питающий двигатель Д. Последний через редуктор Рд вращает рабочий орган РО. Угол отработки b передается по цепи обратной связи на ВТ2. Обратная связь по скорости осуществленная с помощью тахогенератора ТГ и дифференцирующей цепочки RC и улучшает динамические показатели САУ.

 

 

Рис.2. Следящая система автоматического управления ТП-Д

 

Указания:

1. Определение устойчивости САУ производится без учета обратной связи по скорости

2. При расчетах учитывать данные фильтра: R = 10 кОм; С=20 мкФ.

 

 

Приложение №3

ЗАДАНИЕ № 3

 

 

Рассчитать систему автоматического поддержания частоты вращения двигателя постоянного тока, принципиальная схема которой показана на рис.3.

 

_

 

 

Рис.3. Система стабилизации угловой скорости двигателя ТВ-Г-Д

 

Двигатель постоянного тока Д питается от генератора Г, обмотка возбуждения которого подключена к тиристорному возбудителю ТВ. На входе тиристорного возбудителя суммируются два сигнала: напряжение задачи Uз и напряжение с потенциометра П (коэффициент которого Кп), пропорциональное частоте вращения двигателя. Обратная связь по частоте вращения осуществляется с помощью тахогенератора ТГ.

 

Указания:

1. Коэффициент усиления тиристорного возбудителя нужно определить исходя из заданной статической погрешности при изменении Мс от нуля до номинального значения.

2. Тиристорный возбудитель считать звеном запаздывания.

 

Приложение №3

 

 

ЗАДАНИЕ № 4

 

Рассчитать систему автоматического управления угловой скоростью двигателя постоянного тока, принципиальная схема которой показана на рис.4

 

 

 

Рис.4. Система автоматического управления поддержания угловой скорости двигателя ТП-Д

 

Рассчитать систему автоматического управления стабилизации угловой скорости двигателя Д передвижения тележки крана. Напряжение задания снимается с задающего потенциометра. Для улучшения динамических процессов используется фильтр. Точность поддержания угловой скорости задана при изменении момента нагрузки Мс от 0,2 Мн к Мн двигателя.

 

 

Приложения №3

 

 

ЗАДАНИЕ № 5

 

Рассчитать систему автоматического поддержания частоты вращения двигателя постоянного тока, принципиальная схема которой показана на рис.5

 

 

 

 

 

Рис.5. Система стабилизации угловой скорости двигателя МУ-Д

 

Система электропривода с магнитным усилителем, который используется в качестве управляемого преобразователя напряжения для питания якоря двигателя постоянного тока. В динамике МУ характеризуется электромагнитной инерционностью цепей управления.

 

Приложение № 4

 

Таблицы вариантов заданий

Таблица 1. Варианты параметров схемы №1

 

 

Величны	Ед. изм.	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
C	с	0,0175	0,0057	0,0057	0,01	0,1	0,004	0,003	0,0175	0,01	0,1
Pд	кВт	0,7	4,5	0,7	6,0	2,2	8,0		8,0	6,0	2,2
Uд	В
Iд	А	4,7		4,4	32,6	12,2				32,6	12,2
wн	рад/с
Rяд	Ом	2,23	0,95	1,76	0,56	0,65	0,4	0,33	0,4	0,56	0,65
Jд	кг×м2	0,066	0,825	0,013	1,54	0,076	2,06	2,25	1,66	1,54	0,076
Lд	Гн	0,136	0,023	0,06	0,086	0,013	0,014	0,014	0,014	0,086	0,013
Rт	Ом	1,5	1,11	1,5	0,186	0,55	0,315	0,306	0,306	0,186	0,55
Lт	Гн	0,07	0,016	0,02	0,035	0,027	0,020	0,028	0,028	0,035	0,027
Jм	кг×м2
Kт		4,0	2,0	2,5	2,0	3,0	1,5	2,0	2,0	2,0	3,0
t	с	0,04	0,02	0,02	0,014	0,02	0,02	0,035	0,035	0,014	0,02
i

 

Таблица 2. Варианты параметров схемы №2

 

Величины	Ед. изм	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
C	с	0,02	0,15	0,012	0,015	0,014	0,01	0,1	0,015	0,012	0,015
Pд	кВт	0,45	0,7		2,2	0,45	0,7		2,2	0,45
Uд	В
Iд	А	2,88	3,8	5,9	12,2	2,1	3,9	5,1	12,2	2,88	6,9
wн	рад/с
Rяд	Ом		6,5	5,3	1,68		13,2	4,4	5,3		6,5
Lд	Гн	0,24	0,13	0,08	0,03	0,44	0,19	0,17	0,063	0,18	0,078
¡		1,05	1,1	1,12	1,06	1,09	1,07	1,08	1,11	1,05	1,07
Jд	кг м2
Квт	В/рад
Kт
Ктг	Вс/рад
Kпу		2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5	2,5
i

 

Приложение №4

 

Таблица 3. Варианты параметров схемы №3

 

Величины	Ед. изм.	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
D		0,02	0,015	0,09	0,015	0,02	0,02	0,09	0,02	0,02	0,015
Uз	В
Pд	кВт				46,5	33,5			33,5
Uд	В
Iд	А
wн	рад\с
Rяд	Ом	0,05	0,111	0,012	0,04	0,07	0,05	0,012	0,07	0,05	0,111
Rвг	Ом	0,052	0,113	0,023	0,045	0,085	0,052	0,023	0,085	0,052	0,113
Jд	кг×м2	0,8	0,8	1,4	1,2	1,0	0,8	1,4	1,0	0,8	0,8
¡		1,2	1,0	0,8	1,0	1,5	1,2	0,8	1,5	1,2	1,0
Lд +Lг	Гн	0,025	0,09	0,0088	0,006	0,1	0,025	0,0088	0,1	0,025	0,09
Kг		1,11	1,3	1,05	1,2	1,25	1,11	1,05	1,25	1,11	1,3
Tвг	с	0,33	0,58	0,11	0,25	0,32	0,33	0,11	0,32	0,33	0,58
t	с	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Kп		0,9	1,0	0,5	0,7	0,75	0,9	0,5	0,75	0,9	1,0
Kтг	Вс	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5

 

 

Таблица 4. Варианты параметров схемы №4

 

Величи-ны	Ед. изм.	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
D	%		2,5	1,5		1,5			1,5	2,5	1,5
Pд	кВт	0,7	4,5	0,7	6,0	2,2	8,0		8,0	4,5	2,2
Uд	В
Iд	А	4,7		4,35	32,6	12,2					12,2
wн	рад/с
Rяд	Ом	7,23	0,94	1,76	0,564	0,65	0,403	0,328	0,403	0,94	0,65
Jд	кг×м­­2	0,016	0,12	0,01	0,14	0,026	0,16	0,25	0,16	0,12	0,026
m	кг
Lд	Гн	0,136	0,023	0,06	0,086	0,013	0,014	0,014	0,014	0,023	0,013
Rт	Ом	1,5	1,11	1,5	0,186	1,5	0,306	0,315	0,306	1,11	1,5
Rф	кОм		4,3				4,3			4,3
Cф	мкФ
t	с	0,003	0,01	0,006	0,01	0,003	0,005	0,0066	0,01	0,01	0,003
Kтг	Вс	1,91	1,91	1,91	1,91	1,91	1,91	1,91	1,91	1,91	1,91
Kт
Uз	В
V	м/с	0,5		0,4	2,5	1,0	2,5	2,0	2,0		1,0

 

 

Приложение №4

Таблица 5. Варианты параметров схемы №5

 

Величины	Ед.изм.	Варианты
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
D	%	2,5		2,5		2,5		2,5		2,5
Pд	кВт	0,7	2,2	1,0	1,0	4,5	6,0	8,0	4,5	0,7	1,0
Uд	В
Iд	А	4,4	12,2	5,9	5,9		32,			4,4	5,9
wн	рад/с
Rяд	Ом	6,8	1,76	4,42	4,2	0,94	0,56	0,328	0,94	6,8	4,2
Jд	кг×м­­2	0,016	0,026	0,016	0,04	0,125	0,14	0,25	0,125	0,016	0,04
Lд	Гн	0,07	0,014	0,075	0,07	0,028	0,018	0,014	0,028	0,07	0,07
Kму
Tоу	с	0,7	0,7	0,6	0,8	0,7	0,6	0,6	0,6	0,7	0,8
Rму	Ом	0,4	0,3	0,35	0,3	0,1	0,07	0,02	0,1	0,4	0,3
Lму	Гн	0,05	0,04	0,045	0,04	0,02	0,01	0,006	0,02	0,05	0,04
Kтг	Вс	1,0	1,0	1,0	1,0	0,91	0,91	0,91	1,0	1,0	1,0
Uз	В
V	м/с	0,1	0,3	0,15	0,2	0,15	0,4	0,45	0,2	0,1	0,2
m	кг