Исследование системы программного регулирования скорости вращения рабочего органа шпинделя

ИНСТИТУТ ИНТЕГРАЦИИ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

КГНУ

Кыргызско-Американский Факультет Компьютерных

Технологий и ИНТЕРНЕТ (КАФ-ИНТЕРНЕТ)

 

Курсовая работа

По курсу: « Основы теории управления »

Тема: « Исследование системы програмного

регулирования скорости вращения рабочего

органа шпинделя »

 

Выполнил: студент гр. КИС-3-97

Краснов И.С.

Проверил:  преподаватель

Алишеров С. А.

 

Бишкек – 1999

 

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................................................................... 2

Исходные данные................................................................................................................................................................ 3

1.Структурная схема системы................................................................................................................................. 5

2. Определение коэффициента усиления электронного усилителя по заданной точности. 7

3. Определение устойчивости системы методом Михайлова А.Б.......................................... 9

4. Коррекция системы..................................................................................................................................................... 10

4.1. Построение ЛАЧХ корректирующего устройства.......................................................................................... 10

4.1.1. ЛАЧХ разомкнутой нескоректированной системы Lнс (w)........................................................................ 10

4.1.2. ЛАЧХ желаемой системы Lж(w)........................................................................................................................ 11

4.1.3. ЛАЧХ корректирующего устройства Lк(w)..................................................................................................... 12

4.2. Техническая реализация корректирующего устройства........................................................................... 13

I-Звено:...................................................................................................................................................................................... 13

II-Звено:..................................................................................................................................................................................... 14

III-Звено:................................................................................................................................................................................... 14

IV-Операционный усилитель:............................................................................................................................................. 15

4.3. Проверка правильности выбора корректирующих звеньев.......................................................................... 16

5. Построение переходного процесса и определение прямых показателей качества. 17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................................................................. 18

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................................................................................................................... 19

 

  ВВЕДЕНИЕ

Курс теории автоматического управления ставит своей целью ознакомить с общими принципами построения систем автоматического управления, с процессами в этих системах и методами их исследования. Принципы построения систем автоматического управления связаны с общими законами управления, значение которых выходит далеко за пределы технических задач.

Теория автоматического управления сформировалась в самостоятельную науку, в первую очередь на основе изучения процессов управления техническими устройствами. Изучение принципов построения и исследования систем автоматического управления в курсе ОТУ проводится на основе рассмотрения управления различными техническими устройствами, и первое понятие, которое конкретизирует довольно широкое поле деятельности этого курса является автоматическое регулирование. Под автоматическим регулированием понимают поддержание на определенном уровне или изменение по закону некоторых переменных характеристик (регулируемых величин) в машинах и агрегатах без участия человека с помощью различного рода технических средств.

Рассматриваемые принципы управления имеют более широкий общий смысл и могут быть применены при изучении процессов управления в совершенно иных системах, например, в биологических, экономических, социальных и др.

Исходные данные
Задана система програмного регулирования скорости вращения рабочего органа шпинделя.

Рис. 1

На рис.1 использованы следующие обозначения:

ü  ОВ ЭМУ – обмотка возбуждения ЭМУ.

ü  ЭМУ - электромагнитный усилитель.

ü  Д - двигатель постоянного тока

ü  ОВД – обмотка возбуждения двигателя.

ü  Р – редуктор.

ü  ТГ – тахогенератор.

ü  У – электронный усилитель.

ü  E - ошибка рассогласования.

ü  V - скорость изменения напряжения.

ü  М – момент инерции шпинделя.

Система регулирования работает следующим образом: с электронного усилителя У усиленный сигнал рассогласования Е поступает на обмотку возбуждения ЭМУ (ОВ ЭМУ), ток, проходящий через ОВ ЭМУ меняется, изменяя тем самым величину магнитного потока, действующего на ротор электромагнитного усилителя (ЭМУ) - увеличивая или уменьшая скорость его вращения, и в зависимости от этих изменений меняется скорость и направление вращения двигателя (Д). Двигатель (Д), редуктор (Р), тахогенератор (ТГ) и шпиндель находятся в жесткой механической связи, поэтому изменения в скорости и в направлении вращения двигателя вызывают соответствующие изменения в скорости и в направлении вращения рабочего органа шпинделя, а также в работе тахогенератора (ТГ), который передвигает ползунок реостата в сторону изменения ошибки несогласования E.

 

Требуется:

1.    Составить структурную схему и вывести уравнения, которыми описываются отдельные элементы и вся система регулирования в целом. Определить коэффициент усиления усилителя из заданной точности.

2.    Определить устойчивость и качество переходных процессов в системе с помощью частотных методов.

3.    Скорректировать систему.

4.    Построить переходный процесс в системе и оценить его качество.

Дано:

Тэ1	Тэ2	Тд	Кэму	Кд	Кред	Ктг	E,%	V
0,1	0, 7	2,5	4	3	2	0,1	0,4	0,5

1.Структурная схема системы.

На основании принципиальной схемы (рис. 1) составим структурную схему (рис. 2) и рассмотрим все ее элементы для получения передаточной функции всей системы.

Рис. 2

 

1.1 Усилитель.

(1)

где K_y – коэффицент усиления электронного усилителя.

 

1.2 ЭМУ

(2)

 где К_эму- коэффицент передачи ЭМУ;

Т_э1,Т_э2 - постоянная времени ЭМУ.

1.3 Двигатель

(3)

где К_дв- коэффицент передачи двигателя постоянного тока.

Т_дв - постоянная времени двигателя