Теорія автоматичного керування” для студентів
Усіх форм навчання з напряму 050702
“Електротехніка та електротехнології”
ЗАТВЕРДЖЕНО
Редакційно-видавничою секцією
науково-методичної ради ДДТУ
“___“__________2011 р. протокол №
Дніпродзержинськ
Методичні вказівки до виконання курсової роботи з курсу “Теорія автоматичного керування ” для студентів усіх форм навчання з напряму 050702 «Електротехніка та електротехнології» /Укладачі О.В.Садовой, Ю.В.Сохіна – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 2011, 26 с.
Укладачі: О.В.Садовой, д.т.н., професор
Ю.В.Сохіна, к.т.н., доцент
Відповідальний за випуск:
О.В.Садовой, д.т.н., професор
Рецензент: С.В.Количев, к.т.н., доцент
Затверджено на засіданні кафедри ЕлМ
Протокол № від
Коротка анотація видання. У методичних вказівках до виконання курсової роботи приведені рекомендації до виконання окремих розділів курсової роботи відповідно до індивідуально завдання, надані паспортні данні електричних машин.
ЗМІСТ
1. ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ ............................ 4
2. ЗАВДАННЯ ТА ПОЧАТКОВІ ДАНІ .................... 4
3. ОБСЯГ ТА ЕТАПИ ВИКОНАННЯ КУРСОВОЇ РОБОТИ ......... 8
4. МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ТИПОВОГО ЗАВДАННЯ. 9
5. ЗАСТОСУВАННЯ ПЕОМ ДЛЯ РОЗРАХУНКІВ У КУРСОВІЙ РОБОТІ 16
6. ДОДАТКИ ................................... 18
Перелік посилань.................................... 26
ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ
Метою курсової роботи є закріплення та поглиблення знань, отриманих студентами при вивченні курсу "Теорія автоматичного керування", надбання практичних навиків з розрахунку та теоретичних досліджень систем автоматичного управління в галузі автоматизованого електроприводу, поглиблення знань з окремих розділів лінійної теорії автоматичного керування. Зокрема, закріплюються такі розділи теоретичного курсу:
1) статичні режими систем автоматичного управління;
2) динамічні режими систем автоматичного управління;
3) передавальні функції та структурні схеми елементів САУ;
4) передавальні функції, структурні схеми та частотні характеристики безперервних систем;
5) стійкість лінеарізованих САУ;
6) методи корекції лінеарізованих САУ;
7) оцінка якості процесу управління;
8) забезпечення заданої якості процесу управління;
9) методи побудування перехідного процесу лінеарізованих САУ.
Курсова робота виконується відповідно з індивідуальним завданням та повинна бути передана викладачеві для перевірки не пізніш, ніж за тиждень до строку захисту. Робота, що задовольняє висунутим вимогам відносно вірності виконаних розрахунків та якості оформлення, може бути допущена до захисту.
ЗАВДАННЯ ТА ПОЧАТКОВІ ДАНІ
У курсовій роботі необхідно виконати типове завдання відповідно з заданим варіантом та дослідницьку роботу відповідно з індивідуальним завданням, яке призначається викладачем.
Зміст типового завдання
Виконайте дослідження системи автоматичного регулювання швидкості обертання електродвигуна постійного струму, принципова схема якого зображена на рисунку 1.
На рисунку 1 прийняті такі позначки:
М - електродвигун постійного струму; G - генератор постійного струму; UZ - тиристорний збуджувач генератора; BR - тахогенератор; R - потенціометр; LG - обмотка збудження генератора; wн - кутова швидкість обертання двигуна; Мс - статичний момент на валу двигуна; Uз - напруга завдання; Uзз- напруга зворотного зв'язку; LM - обмотка збудження двигуна.
Тип електричних машин, а також параметри інших елементів принципової схеми завдаються викладачем.
Технічні дані електричних машин, характеристики намагнічування, дані обмоток та інші параметри, необхідні для виконання розрахунків, приведені у додатках.
Порядок виконання типового завдання:
1) за принциповою схемою складіть функціональну, а потім структурну схеми системи автоматичного регулювання швидкості, що досліджується. Розрахуйте динамічні параметри (коефіцієнти підсилення та постійні часу) та запишіть вирази передавальних функцій окремих ланок системи. Визначте передавальну функцію розімкненої системи;
2) визначте передавальні функції замкненої системи за керуючим та збурюючим впливами;
3) виконайте дослідження системи автоматичного управління на стійкість при заданих параметрах, використовуючи заданий в пункті "стійкість" завдання критерій стійкості;
4) визначне критичний (граничний) коефіцієнт підсилення системи, користуючись заданим в пункті "граничний коефіцієнт" завдання критерієм стійкості;
Рисунок 1 – Принципова схема системи автоматичного регулювання
швидкості обертання електродвигуна постійного струму
5) побудуйте криву D-розбиття за коефіцієнтом підсилення;
6) визначте коефіцієнт підсилення тиристорного збуджувача, з яким система має показник коливальності М;
7) визначте статичну помилку системи з коефіцієнтами підсилення, отриманими в пунктах 4 та 6, та статичним моментом, який дорівнює номінальному моментові двигуна;
8) побудуйте перехідні функції за умови одиничних впливу завдання та збурюючому впливові для системи, яка має заданий показник коливальності. Визначте показники якості процесу регулювання;
9) здійсніть синтез корегуючого пристрою, що забезпечує показники якості регулювання, отримані у попередньому пунктові, але для системи з граничним коефіцієнтом підсилення. Визначте тип корегуючого пристрою, приведіть його схему та розрахуйте параметри. Складіть принципову та структурну схеми скорегованої САУ;
10) побудуйте перехідну функцію скорегованої системи за умови одиничного вплиу завдання та порівняйте її з перехідною функцією, що побудована у пункті 8.
Приблизний перелік тем для дослідницької роботи
2.2.1. Виконайте дослідження за допомогою АФХ або ЛЧХ розімкненої системи впливу коефіцієнту підсилення або постійних часу окремих динамічних ланок на запас стійкості системи за амплітудою та фазою.
2.2.2. Виконайте дослідження впливу постійних часу окремих динамічних ланок на величину граничного коефіцієнта підсилення системи методом, який завдається викладачем.
2.2.3. Виконайте дослідження впливу коефіцієнта підсилення на величину статичної помилки.
2.2.4. Виконайте дослідження зміни показників якості управління за умови зміни показника коливальності М.
2.2.5. Виконайте дослідження впливу параметрів САК на якість управління за діаграмою Вишнєградського, попередньо знизивши порядок диференційного рівняння динаміки системи.
2.2.6. Виконайте дослідження впливу коефіцієнту підсилення або постійних часу корегуючого пристрою на якість або запас стійкості системи.
2.2.7. Методом D-розбиття площини двох параметрів виконайте дослідження впливу на запас стійкості системи значень коефіцієнта підсилення та постійної часу окремої динамічної ланки.
