Курсовая работа: Синтез следящей системы с обратной связью по току и по скорости

Строим логарифмическую фазо-частотную характеристику всей системы в целом, и определяем запасы устойчивости по фазе и амплитуде. ЛФЧХ показано на рис.7.

Спроектированная система обладает достаточными запасами устойчивости.

8.  Расчет элементов следящей системы

Коэффициент усиления разомкнутой системы:

.

Коэффициент передачи обратной связи по току:

.

Из справочных данных выбираем сельсин-датчик и сельсин-приемник.

Сельсины-датчики и сельсины-приемники выбирают таким образом, чтобы их параметры были близки друг к другу. В качестве сельсина-датчика, сельсина-приемника выбираем сельсины типа БД150, БС151 соответственно с параметрами:

 – номинальное напряжение сельсинов;

 – коэффициенты трансформации СД и СП.

Находим крутизну сигнала ошибки, определяемую крутизной измерителей угла рассогласования между сигналами входного и выходного поворотных трансформаторов.

;

Определяем суммарный коэффициент усиления сигнала в цепи ошибки:

В качестве электронного усилителя выбираем УПТ-3 с коэффициентом усиления: .

Коэффициент усиления фазочувствительного выпрямителя:

.

Определяем коэффициент передачи ОС по скорости:

.

Коэффициент обратной связи по току:

.

Коэффициент с определяем по построению ОЖЛАЧХ :

;

;

Определяем коэффициент передачи тахогенератора:

Переводим в мВ/об/мин:

По справочнику выбираем тахогенератор ТГ –1 с техническими данными:

nном=1100 об/мин;

КТГ=0.42 мВ/об/мин;

Сопротивление RC выбирается

;

;

.

.

.

.

9.  Расчет переходного процесса

В процессе анализа системы автоматического управления определяются показатели качества, по которым и судят о свойствах и работоспособности системы. Удовлетворение необходимых показателей качества САУ является достаточным условием работоспособности системы.

Показатели качества управления при единичном ступенчатом воздействии на входе системы определяются путем анализа кривой переходного процесса. К основным показателям качества относятся быстродействие (длительность переходного процесса), перерегулирование и др.

Переходной процесс представляет собой такое состояние системы, при котором происходят непрерывные, последовательные изменения параметров режима, обусловленные изменением начальных условий или появлением возмущающих воздействий и приводящее к отклонению режима от его установившегося значения.

Переходный процесс характеризуется качеством управления, которое во многом определяет качество САУ в целом, поэтому наряду с анализом системы на устойчивость, неотъемлемой частью проектирования любой САУ является построение переходного процесса.

При построении переходного процесса используем следующую схему замкнутой системы автоматического управления (см. рис.8):

Рис.8.

В данном курсовом проекте переходной процесс системы автоматического управления построен с помощью программы MATLAB (см. рис.9).

» w1=tf(912, [0 1 0]); - выводит на экран передаточную функцию .

» w2=tf([0 0.2188 1],[0 1.41 1]); - выводит на экран передаточную функцию .

» w4=tf([0 0.2188 1],[0 1.41 1]); - выводит на экран передаточную функцию .

» w5=tf(1,[0 0.02 1]); - выводит на экран передаточную функцию .

» w6=tf(1,[0 0.011 1]); - выводит на экран передаточную функцию .

» w7=tf(1,[0 0.011 1]); - выводит на экран передаточную функцию .

>>w3=tf(1,[0 0.011 1]); - выводит на экран передаточную функцию .

» w=w1*w2*w3*w4*w5*w6*w7; - выводит на экран передаточную функцию разомкнутой скорректированной системы.

.

» Wzs=feedback(w,1); - выводит на экран передаточную функцию замкнутой скорректированной системы

.

» T=[0:0.001:1]; - задаем время Т.

» step(Wzs,T) – строим переходной процесс.

» grid on – включаем сетку.

» dt=[0:0.05:1];

» [dx t]=step(Wzs,dt);

Рис.9.

Определим показатели качества системы и сравним их с заданными.

Быстродействие определяется длительностью переходного процесса. Переходный процесс длится бесконечно долго. На практике считают, что переходной процесс закончился, если в дальнейшем отклонение выходной величины ХВЫХ от установившегося значения ХВЫХ уст не превышает 3¸5%. . Перерегулирование:

.

Заключение

В ходе курсового проектирования был выполнен синтез следящей системы с неизменяемой частью ЭМУ-Д и обратной связью по току и скорости.

В курсовом проекте представлено математическое описание проектируемой системы, произведен синтез и рассчитаны параметры последовательного и параллельного корректирующих устройств, выбраны и рассчитаны элементы, обеспечивающие обратные связи.

В проекте представлен расчет запаса устойчивости, как внутреннего контура, так и всей системы в целом. Результаты расчета показывают, что спроектированная система является устойчивой.

Также в проекте произведен расчет переходного процесса. Результаты расчета позволяют сделать вывод о качестве управления. Из спроектированной системы видно, что она обладает достаточными запасами устойчивости как по фазе так и по амплитуде.

Перерегулирование синтезированной системы меньше заданного .

Список литературы

1.  А.Н. Ткаченко. Судовые системы автоматического управления и регулирования. Учебное пособие. – Л.: Судостроение, 1984. – 288 с., ил.

2.  А.В. Нетушила. Теория автоматического управления. Учебник для вузов. Изд. 2-е, доп. и перераб. М., «Высшая школа», 1976.

3.  А.Н. Ткаченко, А.П. Гуров, Н.Т. Шаповалов. Методические указания по курсовому проектированию по курсу судовые системы автоматического управления. – Н., 1981.

4.  А.А. Воронов. Основы теории автоматического регулирования и управления. – М., Высшая школа, 1977.

5.  В.Ф. Михайлов. Судовая электроавтоматика. – Л., Судостроение, 1970.