Система автоматического регулирования угловой скорости

 

 

 

Контрольная работа

 

 

 

 

 

По дисциплине:

Моделирование систем

 

Тема: Система автоматического регулирования угловой скорости.

 

 

 

 

 

Выполнил:
			(подпись)				(Ф.И.О.)
Проверил:
			(подпись)			(Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург 
2014 год

 

Задание

 

1. Разработать структурную схему САР.

2. Вывести передаточные функции  элементов системы.

3. Произвести моделирование с  использованием программы «Анализ  систем».

4. Определить запасы устойчивости  системы и оценить качество  переходного процесса.

5. Составить отчет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Система автоматического  регулирования угловой скорости  электродвигателя постоянного тока

 

Схема САР, приведенная на рисунке П.2, обеспечивает стабилизацию угловой скорости электродвигателя постоянного тока, который совместно с рабочим механизмом является объектом регулирования. Регулируемая величина объекта — угловая скорость двигателя ω, регулирующее воздействие — напряжение UГ, подаваемое от генератора на якорь двигателя. Возмущающее воздействие на объекте регулирования — момент сопротивления Мс, создаваемый рабочим механизмом. Угловая скорость двигателя ω контролируется тахогенератором, сигнал которого UТГ, пропорциональный скорости, сравнивается с задающим сигналом Uз. Сигнал рассогласования ΔU = U3 - Uтг усиливается магнитным усилителем и воздействует на обмотку возбуждения генератора, выполняющего функции исполнительного органа (элемента).

 

 

1 — задающий потенциометр; 2 —  магнитный усилитель; 3 — генератор; 4- двигатель; 5 — тахогенератор; б— рабочий механизм

 

Рис. П.2. Схема САР угловой скорости электродвигателя

 

Динамические свойства объекта регулирования и элементов САР описываются следующими уравнениями:

- объект управления;

- датчик;

 - сравнивающий орган;

- магнитный усилитель;

- генератор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица П.2:

 

 

Значение параметров элементов САР

 

 

Вариант	ТУ	kу	kг	ТГ	kд	TД	kм	МС	kтг
1	0,02	4,0	2,0	0,1	1,0	0,5	0,02	50	1,0
2	0,015	5,0	1,8	0,12	0,95	0,6	0,03	60	0,9
3	0,018	4,5	1,7	0,15	0,85	0,7	0,04	70	0,8
4	0,022	6,0	1,5	0,2	0,8	0,8	0,05	80	0,7
5	0,02	5,8	1,6	0,16	1,5	0,65	0,06	90	0,6
6	0,025	4,2	2,0	0,25	1,4	0,75	0,07	100	0,5
7	0,02	3,5	2,7	0,22	1,3	0,8	0,08	80	0,4
8	0,028	6,2	2,1	0,3	1,2	0,75	0,02	90	0,5
9	0,018	6,5	2,3	0,16	1,0	0,5	0,013	60	0,6
10	0,014	7,0	2,5	0,2	1,25	0,8	0,015	70	0,7
11	0,011	2,0	2,0	0,13	1,2	0,6	0,04	50	1,0
12	0,021	3,0	1,8	0,2	0,95	0,5	0,03	60	0,9
13	0,012	2,8	1,7	0,14	0,85	0,45	0,06	70	0,8
14	0,012	4,1	1,5	0,16	0,8	0,52	0,05	80	0,7
15	0,014	4,6	1,6	0,15	1,5	0,61	0,06	90	0,6
16	0,013	3,2	2,0	0,11	1,4	0,58	0,07	100	0,5
17	0,016	2,6	2,7	0,21	1,3	0,49	0,08	80	0,4
18	0,022	5,4	2,1	0,24	1,2	0,26	0,02	90	0,5
19	0,017	4,3	2,3	0,26	1,0	0,42	0,018	60	0,6
20	0,019	5,3	2,5	0,18	1,25	0,37	0,03	70	0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заданное значение угловой скорости ω= 40 рад/с.

 

1. Структурная схема:

 

 

 

 

 

2. Передаточные функции:

 

- объект управления;

 

 

 

Задающее воздействие

Возмущающее воздействие

 

- магнитный усилитель;

 

- генератор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Моделирование с  использованием программы «Анализ систем»:

 

4. Запасы устойчивости системы и оценка качество переходного процесса:

 

 

Из графика видно, что переходной процесс стабилен,  так как линия устойчивости системы - прямая.

 

 

Система устойчива, так как график годографа по критерию Найквиста не охватывает и не пересекает критическую точку {0; -1}.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод:

В результате проделанной работы мы разработали структурную схему САР, вывели передаточную функцию элементов систем. В результате моделирования схемы в программе «Анализ систем» мы определили запасы устойчивости по критерию Найквиста и оценили качество переходного процесса. Так как годограф не пересекает и не охватывает критическую точку (-1;0) о нашей системе можно сказать, что она устойчива.