D - максимальная статическая погрешность регулируемой величины,
с - коэффициент скоростной ошибки,
РД - номинальная мощность двигателя,
UД - номинальное напряжение двигателя,
UЗ - напряжение задания,
IД - номинальный ток якоря двигателя,
wН - номинальная угловая скорость двигателя,
RЯД - сопротивление якоря двигателя при 75о С,
RВГ - сопротивление обмотки возбуждения генератора при 75о С;
RМУ - сопротивление силовой обмотки магнитного усилителя при 75о С;
RТ - сопротивление силовой цепи тиристорного преобразователя;
RФ - сопротивление фильтра;
СФ - емкость конденсатора фильтра;
LД (LГ) - индуктивность цепи якоря двигателя (генератора)
LМУ - индуктивность силовой обмотки магнитного усилителя
LТ - индуктивность силовой цепи тиристорного преобразователя
Jд - момент инерции двигателя
¡=J/JД - отношение момента инерции механизма, приведенного к валу двигателя к моменту инерции двигателя
JМ - момент инерции механизма
m - масса механизма
ТВГ - электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения генератора
ТОУ - электромагнитная постоянная времени обмотки управления магнитного усилителя
Кд (Кг Ктг) - коэффициент усиления двигателя (генератора, тахогенератора)
Кму (Кпу) - коэффициент усиления магнитного (полупроводникового) усилителя
КТП - 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 |
