Автор: Пользователь скрыл имя, 24 Февраля 2013 в 13:28, курсовая работа
Целью курсовой работы является приобретение практических навыков расчета и моделирования типовых локальных система автоматического управления (САУ).
В качестве примера использована следящая система (СС) воспроизведения угла
ВВЕДЕНИЕ 3
ЗАДАНИЕ 5
1. ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ И СОСТАВЛЕНИЕ РАССЧЕТНОЙ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ 6
1.1. Выбранные компоненты для реализации системы 6
1.2. Составление расчетной структурной схемы 8
2. РАСЧЕТ ПФ РЕГУЛЯТОРОВ 10
2.1. Настройка внутренних контуров на модульный оптимум 10
2.2. Настройка внешнего контура СС 11
2.3. Дискретизация внешнего контура положения 15
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СС 17
3.1. Исследование динамических свойств 17
3.2. Исследование чувствительности СС 21
3.3. Исследование влияния нелинейностей 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28
Рисунок 24. Реакция системы на скачкообразное задающее воздействие при одновременном скачкообразно изменении момента нагрузки
Рисунок 25. Ошибка системы при скачкообразном задающем воздействии и при одновременном скачкообразно изменении момента нагрузки
В результате выполнения курсовой работы были приобретены практические навыки расчета и моделирования типовых локальных систем автоматического управления на примере следящей системы воспроизведения угла.
На предварительном этапе были подобраны реальные компоненты СС и определены их ПФ. Структурная схема СС построена по принципу подчиненного регулирования с тремя контурами. Первоначально все контуры были настроены на модульный оптимум (МО). Коэффициент усиления регулятора положения был выбран таким образом, чтобы согласно методу эквивалентного гармонического воздействия обеспечить требуемую точность. ЛАЧХ системы с разомкнутым контуром положения при такой настройке должна проходить выше запретной области (рисунок 3).
Моделирование показало, что настройка всех контуров на МО хотя и обеспечивает желаемую точность и динамику по управляющему воздействию, но по возмущающему же воздействию система оказалась статической, это неприемлемо. Для того чтобы обеспечить астатизм СС по каналу возмущения П-регулятор положения необходимо заменить на ПИ-регулятор. Подбор параметров РП был выполнен графически по ЛАЧХ системы с разомкнутым внешним контуром. ПИ-регулятор позволил сохранить точность и запасы устойчивости, полученные при использовании пропорционального регулятора. Однако динамика ухудшилась, появилось перерегулирование и время регулирования возросло с 0.15 с до 0.94 с. Если астатизма по возмущению недостаточно, дальнейшее уменьшения влияния возмущений нужно проводить методом компенсации, в данной работе этот метод не применялся.
Исследование чувствительности системы показало, что даже 50% изменение постоянных времени ИД , , а также не приводит к заметным изменениям динамики или потере устойчивости. В этом проявляется стабилизирующее свойство обратных связей. Система оказалась практически невосприимчивой к параметрическим возмущениям, т. е. грубой.
Для исследования влияния на систему нелинейностей в структурную схему были включены два нелинейных элемента (НЭ): «насыщение» - учитывающая ограничение на ток якоря ИД, а ,следовательно, на момент на валу и скорость; «зона нечувствительности» - учитывает момент сил трения покоя, мешающих повернуть исполнительный вал. НЭ «насыщение» был включен в контур тока, перед тиристорным преобразователем, ограничивая тем самым управляющее напряжение ТП. А НЭ «зона нечувствительности» был включен сразу после контура тока. Параметры НЭ были рассчитаны исходя из паспортных данных ИД: номинального тока , момента сил трения .
По результатам моделирования системы можно сделать вывод, что НЭ существенным образом влияют на точность системы. Система с достаточной точностью воспроизводит гармоническое задающее воздействие с больной амплитудой (30 угловых градусов) и неспособна воспроизводить воздействия - с малой, вследствие влияния «зоны нечувствительности».
Из всего вышесказанного можно сделать вывод: реальная система должна не только обеспечивать желаемую динамику по каналу управления, она должна быть грубой и малочувствительной к параметрическим и внешним возмущениям. При этом на точность и динамику системы существенно влияют нелинейные элементы.
В данной курсовой работе удалось построить устойчивую линейную систему удовлетворяющую требованиям по точности и грубости, удалось значительно уменьшить влияние возмущающих воздействий. Нелинейная система не утратила устойчивости, а динамика по сравнению с линейной системой изменилась незначительно. Несмотря на это, нелинейная система не может обеспечить требуемую точность «в малом».
- -
Информация о работе Электронная следящая система воспроизведения угла (ЭСС)