Синтез системы автоматической стабилизации

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



циент передачи двигателя по задающему воздействию;

- коэффициент передачи двигателя по возмущающему воздействию;

- электромеханическая постоянная;

- электромагнитная постоянная или постоянная времени цепи якоря.

Аналитически получение передаточных функций заключается в нахождении коэффициентов передаточных функций по эмпирическим формулам, использующих паспортные данные.

Передаточная функция рабочего механизма имеет вид:

 

, (2.3)

 

где - коэффициент передачи рабочего механизма, ;

- постоянная времени рабочего механизма, .

Передаточная функция усилителя мощности имеет вид:

 

, (2.4)

где - коэффициент передачи УМ.

 

2.3Формирование структурной схемы САС. Определение передаточных функций элементов, разомкнутой и замкнутой САС по задающему и возмущающему воздействиям

 

Структурная схема - это графическое изображение операторного уравнения, описывающего процесс преобразования сигналов. Структурные схемы отражают информационно-преобразовательную особенность системы в линейном приближении.

Руководствуясь функциональной схемой, представленной на рисунке 2.1, построим структурную схему САС (рис. 2.2), с указанием передаточных функций входящих в нее элементов и процессов, происходящих в системе.

 

Рисунок 2.2 - Структурная схема исходной САС

 

Определим передаточные функции элементов, входящих в исследуемую систему управления.

Передаточная функция усилителя мощности:

 

.

 

Передаточная функция двигателя по задающему и возмущающему воздействиям:

 

;

.

 

Передаточная функция рабочего механизма:

 

.

 

Получим передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы по управляющему и возмущающему воздействиям.

Передаточные функции САС по задающему и возмущающему воздействиям:

передаточная функция разомкнутой системы:

 

; (2.5)

 

; (2.6)

 

передаточная функция замкнутой системы по задающему и возмущающему воздействиям:

 

(2.7)

 

(2.8)

 

2.4 Выводы

 

В данном разделе было проведено математическое описание системы управления (САС). Была получена линеаризованная модель системы виде передаточных функций элементов. На основании функциональной схемы системы автоматической стабилизации сформированы функциональная и структурные схемы исходной нескорректированной системы. Для каждого элемента структурной схемы и системы в целом были определены передаточные функции в общем и численном виде.

Данная математическая модель и полученные передаточные функции нужны для дальнейшего статического и динамического расчета системы управления.

 

3 Статический расчет системы стабилизации

 

3.1Определение коэффициента усиления усилительного устройства из условия обеспечения заданной точности

 

Для нескорректированной САС УАС представляет собой усилитель мощности и корректирующее устройство в обратной связи. Так как обратная связь единичная, то передаточная функция корректирующего устройства, равная коэффициенту передачи корректирующего устройства равна 1. На вход усилителя мощности подается задающий сигнал, а на выходе генерируется сигнал управления, который подается на ОАС. Графическое представление функциональной схемы нескорректированной САС представлено на рисунке 3.1.

 

Рисунок 3.1 - Функциональная схема нескорректированной САС

 

Структурная схема нескорректированной САС представлена на рисунке 3.2:

 

Рисунок 3.2 - Структурная схема нескорректированной САС

Запишем передаточную функцию разомкнутой САС (без преобразовательного элемента) в общем виде:

 

.

 

Из формулы видно, что коэффициент разомкнутой САС представляет собой:

. (3.1)

 

Запишем передаточную функцию замкнутой САС по ошибке:

 

. (3.2)

 

Используя теорему о предельном значении найдем установившееся значение ошибки замкнутой САС. Для этого вычислим значение передаточной функции при s = 0, примем В:

 

;

 

.(3.3)

 

Примем минимальное значение установившейся ошибки от . Для заданных значений найдем коэффициент передачи разомкнутой системы из условия обеспечения заданной точности.

 

Передаточные функции будут иметь вид:

 

 

.2Исследование и анализ функциональных свойств САС

 

.2.1Построение статических характеристик по управляющему и возмущающему воздействиям

Статической характеристикой системы называют зависимость ее выходного сигнала от входного, снятую в установившемся режиме функционирования. Установившийся режим функционирования характеризуется постоянством или квазипостоянством характеристик выходного сигнала.

Статическую характеристику САС по управляющему воздействию (регулировочная характеристика) получаем при , а по возмущающему воздействию (нагрузочная характеристика) получаем при :

 

(3.4)

 

 

(3.5)

 

Данные для построения статических характеристик САС приведены в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 Построение статических характеристик CАС

01234567891000,961,922,883,844,85,766,727,688,649,6027,955,883,7111,6139,5167,4195,3223,2251,1279

Графические представления статических характеристик САС по управляющему и возмущающему воздействиям приведены в Приложении А на рисунках А.1 и А.2 соответственно.

s