Анализ и синтез автоматизированной электромеханической системы MATHCAD - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Анализ и синтез автоматизированной электромеханической системы MATHCAD
Изучение приемов оптимально синтеза структурной схемы и анализа САУ. Проведение практического анализа и синтеза автоматизированной системы на примере системы MATHCAD. Определение возможности обеспечения наилучших характеристик САУ в статике и динамике.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Анализ и синтез автоматизированной электромеханической системы MATHCAD
2.4 выводы по проведенному анализу ЭМС
Теория автоматического управления является в настоящее время одной из важнейших технических наук общего применения. Она даёт основную теоретическую базу для исследования и проектирования любых автоматических и автоматизированных систем во всех областях техники и народного хозяйства. В данном курсовом проекте проведён анализ и синтез автоматизированной электромеханической системы. Для практических расчётов была использована система MATHCAD
В данном курсовом проекте рассматривается система, приведенная на рис 1.
Передаточные функции Wд1 и Wд2 отражают процессы в электрической и механической части электродвигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Которые охвачены единичной отрицательной обратной связью (ООС). На вход поступает напряжение якорной цепи Uя, на выходе электрической части производиться крутящий момент М, а на выходе механической части - скорость вращения двигателя . Скоростью вращения электродвигателя и его крутящим моментом управляет преобразователь параметров электрической энергии, он описан передаточной функцией Wп. Передаточные функции описывают Wом, Wос характеризуют обратные связи по моменту и скорости соответственно.
Uз - задающее напряжение для контура регулирования скорости
Uом, Uос - напряжение обратных связей по моменту и скорости
Мс - статический момент на валу двигателя .
Для начала анализа необходимо рассчитать некоторые основные параметры характеризующие систему. Расчёт этих параметров приведен в приложении.
Структурная схему Приведенную на рисунке 2 необходимо преобразовать: надо разомкнуть обратную связь контура регулирования момента, единичную обратную связь перенести влево через одно звено и две обратные связи, обратную связь по скорости и полученную в результате переноса, свести в одно эквивалентное звено. В результате получим структуру приведенную на рисунке 3.
Теперь можно записать характеристический полином (см. приложение) и определить устойчивость системы по критерию устойчивости Гурвица. Определитель Гурвица больше нуля следовательно система устойчива.
Записываем передаточные функции каждого звена, а по ним передаточную функцию разомкнутой цепи, затем строим ЛАЧХ и ЛФЧХ (см. приложение ) , из графиков определяем запас устойчивости по фазе, запас устойчивости по амплитуде, частоту среза и частоту переворота фаз (см. приложение ).
Из графика ЛФЧХ видно, что частота переворота фазы равна бесконечности, а также из графика ЛАЧХ видно, что запас устойчивости по амплитуде тоже равен бесконечности.
Для расчёта граничного коэффициента преобразуем характеристический полином к виду:
и из условия равенства нулю определителя Гурвица (2=0) найдём Kгp (k12, см. приложение).
Для расчета переходных характеристик понадобятся передаточные функции замкнутой цепи по задающему воздействию и замкнутой по возмущающему. Они приведены в приложении. По этим функциям построим переходные характеристики (см. приложение). По графикам переходных процессов определим время переходного процесса (см приложение).
Время переходного процесса: tпп=0.68
Схема для контура регулирования момента представлена на рисунке 4.
Преобразуем схему к виду показанной на рисунке 5. Для этого, разомкнем обратную связь по крутящему моменту и перенесем сумматор , к которому подводиться единичная ОС по скорости , охватывающая звенья с передаточными функциями Wд1 и Wд2. В результате получаем звено с передаточной функцией:
Записываем передаточную функцию разомкнутой цепи
По передаточной функции разомкнутой цепи строим ЛАЧХ и ЛФЧХ (см. приложение) из которых определяем частоты среза и переворота фаз, запасы устойчивости.
Из графика ЛФЧХ видно, что частота переворота фазы равна бесконечности, а также из графика ЛАЧХ видно, что запас устойчивости по амплитуде тоже равен бесконечности.
Запас устойчивости по фазе: dF=1.68.
Строим переходные характеристики по задающему и возмущающему воздействиям (см. приложение). из графиков определяем время переходного процесса: tпп=5.14. Перерегулирование отсутствует.
Для завершения анализа строим механическую характеристику ЭМС, расчетные формулы приведены в приложении.
График характеристики приведен на Рис 6.
Из графика определяем номинальную скорость и скорость отсечки: wном=108, wотс=107,6. Перегрузочная способность м=1,93.
2.4 выв оды по проведенному анализу ЭМС
Из проведённого анализа можно сделать вывод о том что наша система не удовлетворяет некоторым требованиям например быстродействию, т.к. время переходного процесса превышает заданного значения равного 0,5 с.
Для того чтобы система удовлетворяла требованиям необходимо ввести в систему корректирующее устройство. Для проведения синтеза систему представленную на рисунке 1 необходимо привести к виду показанному на рисунке 3. Это производится с нарушением правил преобразования структурных схем следующим образом: единичная обратная связь переносится вправо через звено и узел.
Где Wд(p) параллельное соединение двух звеньев и которое в приводится к виду . Постоянные времени Т1 и Т2 рассчитаны в приложении . Мс
3.1 синтез контура регулирования момента
На рисунке 4 показан контур регулирования момента, который подлежит синтезу.
Преобразуем контур к единичной обратной связи, а затем по заданному времени переходного процесса найдём не компенсируемую постоянную времени. В нашем случае это будет Тэ. Расчёт приведён в приложении . Теперь передаточная функция разомкнутого контура должна быть сведена к виду отсюда найдём передаточную функцию последовательного корректирующего устройства которая будет определяться выражением:
Функцию последовательного корректирующего устройства удалось свести к двум регуляторам, получили ПИ и ПД регуляторы. Дальше проводим анализ полученной системы. Строим ЛАЧХ и ЛФЧХ (см. приложение). Из графиков видно что наклон ЛАЧХ в районе частоты среза укладывается в диапазон 16 - 25 дБ на декаду и система имеет бесконечный запас устойчивости по амплитуде. Далее посмотрим переходную характеристику. Перерегулирование составляет 4,34%.
При регулировании контура момента получили неплохой показатель перерегулирования, меньше 5%.А также время переходного процесса стало удовлетворять заданным требованиям.
Контур регулирования скорости показан на рисунке 5. Здесь контур регулирования момента представлен одним эквивалентным звеном передаточная функция которого равна передаточной функции замкнутой по задающему воздействию, но выведенной с использованием допущения, которое состоит в том что передаточную функцию
Теперь продолжая синтез можно оставить составляющую и ввести интегральную составляющую следовательно передаточную функцию разомкнутой цепи надо свести к виду
отсюда найдём передаточную функцию последовательного корректирующего устройства, которую можно свести к стандартному регулятору и фильтру. И получим ПИД регулятор и фильтр.
Теперь запишем передаточную функцию разомкнутой цепи и построим ЛАЧХ и ЛФЧХ найдем частоту среза и частоту переворота фаз. Из ЛАЧХ видно что наклон в районе частоты среза удовлетворяет условию 16 - 25 дБ. Далее строим переходную характеристику. Для этого нам понадобится передаточная функция замкнутой системы по задающему воздействию (см. приложение).
Запас устойчивости по амплитуде и частота переворота фазы равны бесконечности.
Итак при настройке контура скорости получили плохие результаты перерегулирования, но время переходного процесса стало удовлетворять поставленным требованиям.
При выполнении курсового проекта познакомились с двумя приёмами оптимального синтеза структурной схемы, закрепили основные навыки анализа САУ. Синтез обеспечивает САУ любой сложности наилучшие характеристики в статике и динамике.
синтез автоматизация электромеханика система
1. Лебедев Ю.М. Теория автоматического управления: Применение системы Mathcad в практических расчётах. 1997
2.Обрусник В.П.,Лебедев Ю.М.: Теория автоматического управления. Методические указания к курсовому проектированию. Томск - 2000.
Определение передаточных функций системы для управляющего и возмущающего воздействия. Проверка на устойчивость методом Гурвица. Синтез системы: параметры регуляторов и фильтров. Построение статических и динамических характеристик синтезированной системы. курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2013
Применение средств автоматики для замены труда человека в рабочих операциях и функциях управления. Работа линейного элемента электромеханической системы автоматики, определение передаточных функций системы для управляющего и возмущающего воздействий. курсовая работа [214,4 K], добавлен 09.11.2014
Выполнение синтеза и анализа следящей системы автоматического управления с помощью ЛАЧХ и ЛФЧХ. Определение типов звеньев передаточных функций системы и устойчивости граничных параметров. Расчет статистических и логарифмических характеристик системы. курсовая работа [1,9 M], добавлен 01.12.2010
Основные элементы принципиальной и структурной схемы проектируемой следящей системы. Математическое описание системы. Постановка задачи синтеза. Построение логарифмической частотной характеристики неизменяемой части. Синтез корректирующих устройств. курсовая работа [1004,6 K], добавлен 30.01.2011
Описание структурной схемы и оценка устойчивости нескорректированной системы. Осуществление синтеза и разработка проекта корректирующего устройства для системы автоматического регулирования температуры подаваемого пара. Качество процесса регулирования. курсовая работа [1,8 M], добавлен 11.08.2012
Изучение укрупненных характеристик системы, подлежащей автоматизации, как первый этап создания автоматизированной системы управления. Выявление глобальной цели исследуемой системы. Структура системы, таблица функций организации и рабочего процесса. контрольная работа [470,2 K], добавлен 25.10.2010
Рассмотрение основ структурной схемы системы автоматизации. Выбор исполнительных и задающих элементов, микропроцессорного элемента управления. Расчет нагрузочных характеристик. Составление алгоритма управления и написание программного обеспечения. курсовая работа [711,4 K], добавлен 06.10.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Анализ и синтез автоматизированной электромеханической системы MATHCAD контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Атлас Новых Профессий Эссе
Доклад по теме Археологические исследования средневекового христианского храма на горе Сююрю-кая
Социальные Проблемы Курсовая Работа
Сочинение План Написания 5 Класс
Плод Как Объект Родов Акушерство Реферат
Курсовая работа по теме Розрахунок технічних параметрів радіолокаційної станції (РЛС)
Реферат: Рекламная деятельность в коммерческих организациях
Бух Учет Ос В 1с Реферат
Контрольная Работа По Англ 9 Класс Spotlight
Контрольная Работа По Учебной Дисциплине Основы Философии
Реферат На Тему Если Работник Недостаточно Квалифицирован, С Ним Можно Расстаться
Приоритеты Своей Деятельности Реферат
Реферат: Философское наследие Г.С.Сковороды. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Эволюции клиенториентированных технологий. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме Логіко-методологічні аспекти технічного знання
Реферат: Психоаналитическая философия, по Фрейду
Реферат по теме Значение и грамматические признаки имени прилагательного
Реферат по теме Внешние силы. Деформация и перемещение. Определение внутренних усилий
Какое Произведение Искусства Можно Назвать Великим Сочинение
Дипломный Проект Перепланировка Трехкомнатной Квартиры
Конституционная реформа в Российской Федерации: ретроперспектива и перспективы - Государство и право курсовая работа
Крымская война - История и исторические личности курсовая работа
Государство, право и экономика - Государство и право реферат