Исследование динамических характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране - Физика и энергетика курсовая работа
Главная
Физика и энергетика
Исследование динамических характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране
Назначение и принцип действия систем автоматического регулирования. Анализ характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране; построение структурной схемы и определение передаточных функций. Оценка устойчивости и качества регулирования САР.
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.
В данной курсовой работе требуется провести анализ характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране с использованием методов теории автоматического регулирования:
- описать заданную схему САР и ее работу при возмущающем и управляющем воздействиях;
- вывести уравнение объекта регулирования - дроссельного крана;
- привести к операторной форме уравнения всех звеньев, составить структурную схему и определить характерные передаточные функции;
- построить по собственному оператору замкнутой САР D-разбиение, проверить устойчивость САР по алгебраическому критерию Рауса-Гурвица и частотному критерию Михайлова;
- рассчитать переходный процесс при ступенчатом управляющем и возмущающем воздействиях и определить показатели качества регулирования.
Принципиальная схема САР перепада давления топлива на дроссельном кране представлена в Разделе 1 (Рисунок 1), исходные данные для расчета представлены в Таблице 1.
Курсовая работа: 16 страниц, 4 рисунка, 2 таблицы, 2 источника, 1 приложение.
объект регулирования, регулируемый фактор, управляющее воздействие, регулируемый параметр, возмущающее воздействие, структурная схема, передаточная функция, собственный оператор, переходная характеристика, максимальное перерегулирование, время регулирования, колебательность
Курсовая работа, посвященная исследованию динамических характеристик системы, служит для закрепления знаний студентов в области проектирования САР.
Все построения и расчеты выполнены в программах MatLab Simulink, Компас-3D, Microsoft Office Excel.
Важным этапом проектирования систем автоматического регулирования (САР) энергетических установок является анализ их динамических характеристик. По динамическим характеристикам оценивают устойчивость и качество регулирования САР; выбирают параметры систем, удовлетворяющие заданным техническим требованиям. Анализ динамических характеристик САР проводят и использованием методов теории автоматического регулирования. На начальном этапе исследований рассматривают линеаризованную САР: составляют расчетную схему; принимают упрощающие допущения и выводят уравнения звеньев; рассчитывают и анализируют динамические характеристики системы.
Рисунок 1 - Принципиальная схема САР перепада давления топлива на дроссельном кране:
- перепад давления на дроссельном кране (РП);
- расход топлива через дроссельный кран (РФ);
- перемещение золотника дроссельного крана (ВВ);
- настройка пружины чувствительного элемента (УВ);
- изменение давления на выходе из насоса (ВВ).
САР состоит из объекта регулирования - дроссельного крана и гидромеханического регулятора перепада давления. При уменьшении площади дроссельного крана перепад давления на нем возрастает. Золотник чувствительного элемента переместится вверх и соединит надпоршневую полость с магистралью , а подпоршневую полость - с магистралью Дроссельная игла с поршнем переместится вниз и уменьшит расход топлива При этом перепад давления на дроссельном кране восстановится.
При выводе уравнения предполагается: силы сухого трения и гидродинамические силы пренебрежимо малы; жидкость несжимаема; давление на выходе из дроссельного крана - постоянное,
Уравнение дроссельного крана, связывающее массовый расход топлива с изменением площади дроссельного крана, определяется зависимостью:
где - коэффициент расхода; - площадь проходного сечения.
Нелинейная расходная характеристика дроссельного крана линеаризуется разложением в ряд Тейлора:
Относительное приращение площади проходного сечения дроссельного крана связано с относительным его перемещением зависимостью:
Из совместного решения уравнений можно определить линеаризованное уравнение дроссельного крана:
Запишем уравнения в операторной форме:
Рисунок 2 - Структурная схема САР перепада давления топлива на дроссельном кране
Структурная схема САР включает контур с местной обратной связью и контур с основной обратной связью.
Определим передаточную функцию замкнутой САР по управляющему воздействию (при ):
После подстановки выражения для и преобразований получим:
автоматический дроссельный регулирование топливо
Собственный оператор замкнутой САР имеет вид:
Построим D-разбиение в плоскости заданного параметра - коэффициента передачи , который входит в выражение для собственного оператора САР. Для этого решим уравнение относительно коэффициента :
В результате расчета и построения получаем кривую D-разбиения.
Рисунок 3 - D-разбиение в плоскости коэффициента передачи : I - область устойчивой работы; II, III - области неустойчивой работы САР
Так как область I соответствует наибольшему числу корней с отрицательной вещественной частью, то она является более вероятной областью устойчивости САР.
Проверим САР на устойчивость в точке (0;0) области I по алгебраическому критерию Рауса-Гурвица. Для этого составим квадратную матрицу из коэффициентов собственного оператора САР:
При анализируем знаки диагональных миноров:
Все диагональные миноры положительны, следовательно, САР устойчива, и область I D-разбиения является областью устойчивости САР. Пределы изменения коэффициента .
Оценим устойчивость САР по частотному критерию Михайлова. Для этого построим годограф Михайлова по собственному оператору САР, предварительно сделав частотную замену :
В результате расчета и построения получаем годограф Михайлова
Рисунок 4 - Годограф Михайлова замкнутой САР перепада давления топлива на дроссельном кране с характеристическим уравнением третьего порядка
Годограф Михайлова последовательно охватывает в положительном направлении три квадранта, следовательно, замкнутая САР с характеристическим уравнением третьего порядка устойчива.
Качество регулирования САР определяется по показателям качества переходного процесса при ступенчатом управляющем и возмущающем воздействиях.
Задаваясь тремя значениями коэффициента из области устойчивости D-разбиения (см. Рисунок 3), определяем переходные характеристики при ступенчатом возмущающем и управляющем воздействиях:
- время регулирования, в течение которого заканчивается переходный процесс в пределах заданной точности от ;
- число периодов колебаний за время переходного процесса.
Графики переходного процесса представлены в Приложении.
Результаты расчетов сведены в Таблицу 2.
Из анализа графических зависимостей следует, что увеличение коэффициента передачи звена в прямой цепи регулирования САР приводит к колебательному переходному процессу и, следовательно, приводит к понижению запаса устойчивости САР. Но в то же время с увеличением уменьшается статическая ошибка, т.е. имеет место противоречие между требованием по статической точности и устойчивости системы, которое разрешается подбором оптимального значения коэффициента
В данной курсовой работе было проведено исследование динамических характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране. В результате построения кривой D-разбиения коэффициента передачи определены пределы изменения коэффициента , при котором САР будет устойчива. В результате проверки САР по алгебраическому критерию Рауса-Гурвица, а также по частотному критерию Михайлова было выявлено, что САР устойчива при Также проведена оценка качества регулирования САР, в результате которой выявлены оптимальные значения коэффициента удовлетворяющие требованиям и статической точности, и устойчивости:
1. Гимадиев А.Г. Динамические характеристики систем автоматического регулирования: Учебное пособие. - Куйбышев: КуАИ, 1986. - 60с.;
2. Шорин В.П. Системы автоматического регулирования энергетических установок: Учебное пособие. - Куйбышев: КуАИ, 1986. - 38с.
Описание принципа действия системы автоматического регулирования (САР) для стабилизация значения давления газа в резервуаре. Составление структурной схемы с передаточными функциями. Определение запасов устойчивости системы по различным критериям. дипломная работа [4,6 M], добавлен 22.10.2012
Принцип действия микроманометра с наклонной трубкой и расходомера переменного перепада давления на сужающем устройстве. Распределение статического давления при установке в трубопроводе диафрагмы и сопла Вентури. Устройство автоматического потенциометра. контрольная работа [363,0 K], добавлен 12.01.2011
Математическое описание системы автоматического регулирования. Передаточные функции отдельных звеньев. Преобразование структурной схемы. Оценка запасов устойчивости критерием Найквиста. Построение кривой переходного процесса методом разностных уравнений. курсовая работа [722,1 K], добавлен 24.12.2012
Способы и схемы автоматического регулирования тепловой нагрузки и давления пара в котле. Выбор вида сжигаемого топлива; определение режима работы котла. Разработка функциональной схемы подсоединения паропровода перегретого пара к потребителю (турбине). практическая работа [416,1 K], добавлен 07.02.2014
Определение передаточных функций разомкнутой системы автоматического регулирования и замкнутой системы по каналу задающего, возмущающего воздействий и по ошибке от задающего и возмущающего воздействий. Оценка устойчивости разомкнутой и замкнутой системы. курсовая работа [276,6 K], добавлен 22.02.2012
Схема и метрологические характеристики корреляционного ионизационного расходомера. Измерение расхода среды методом переменного перепада давления. Теплофизические характеристики измеряемой среды. Выбор дифманометра и проектирование сужающего устройства. курсовая работа [818,1 K], добавлен 13.03.2013
Котел как объект регулирования давления пара, его устройство, принцип работы и функциональные особенности. Описание действия регулятора и уравнение его динамики. Исследование влияния параметров настройки регулятора на показатели качества регулирования. контрольная работа [277,9 K], добавлен 29.03.2015
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
Исследование динамических характеристик САР перепада давления топлива на дроссельном кране курсовая работа. Физика и энергетика.
Берегите Воду Сочинение
Курсовая работа: Цели организации и их согласование
Курсовая работа по теме Разработка САУ концентрацией композиционной массы перед дисковой мельницей
Реферат: Статистика заработной платы 2
Контрольная Работа На Тему Относительные И Средние Величины, Оценка Их Достоверности. Вариационные Ряды. Методика Анализа Динамического Ряда. Стандартизация
Дипломная работа по теме Определение основных параметров ковшового ленточного элеватора
Доклад по теме Понятие финансов и место кредитных операций в финансовой системе
Составить Сочинение Иван Царевич На Сером Волке
Дипломная работа: Пути улучшения финансовых результатов деятельности предприятия . Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение Забвению Не Подлежит Судьба Человека
Как Подшивать Дипломную Работу В Папку
Реферат по теме Организация технологии продажи товаров
Психологические Стороны Общения Реферат
Реферат по теме Концепции современной физики
Контрольная Работа 8 11 Класс Алгебра
Дипломная работа: Разработка технологии возделывания пивоваренного ячменя в хозяйстве
Дипломная Работа Фсин
Дипломная Работа На Тему Особенности Купли-Продажи Нежилых Помещений
Экономический Анализ И Аудит Курсовая Работа
Реферат по теме Россия и Всемирная торговая организация
Методика проведения занятий по изучению графических техник в системе дополнительного образования - Педагогика дипломная работа
Реформы 90-х годов - История и исторические личности курсовая работа
Технология сушки зерна в зерносушилках - Сельское, лесное хозяйство и землепользование реферат