Анализ и оптимизация САР частоты вращения вала двигателя постоянного тока

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        4

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ        5

1.1 Исходные данные        5

1.2 Описание принципа действия САР        6

1.3 Определение передаточных функций элементов САР        6

1.4 Построение структурной схемы САР        8

1.5 Оценка устойчивости и стабилизация разомнуктой САР        8

ИССЛЕДОВАНИЕ САР        9

2.1 Стабилизация контура уменьшением коэффициента усиления        9

2.2 Стабилизация изменением параметров усилителя и звена ОСН        10

ОПТИМИЗАЦИЯ САР        12

3.1 Анализ ЛАЧХ и ЛФЧХ стабилизированной в разомкнутом состоянии САР        12

3.3 Определение настроечных параметров ПИ−регулятора        15

3.4 Введение ПИ−регулятора в контур управления        16

3.5 Уточнение настроечных параметров ПИ−регулятора        17

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА САР        19

4.1 Показатели качества установившегося режима        19

4.2 САР  ощуществляет слежение и стабилизацию        20

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        21

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        22

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта является приобретение и закрепление практических навыков при помощи использования современного программного обеспечения для анализа и синтеза относительно простых систем на примере исследования замкнутой системы автоматического регулирования. С использованием программного пакета моделирования системы VisSim. Была проведена оптимизация типичной линейной системы автоматического реуглирования.

Произведён анализ задания и исходных данных, описан принцип действия САР, построена структурно-аналитическая модель САР, проведена оценка устойчивости и стабилизации САР, оптимизация и оценка качества модели. Рассматриваются вопросы синтеза системы автоматического регулирования (САР), стабилизация путем изменения коэффициента усилителя и параметров звена обратной связи по напряжению (ОСН).

Произведена структурно-параметрическая оптимизация САР путем анализа ЛАЧХ и ЛФЧХ, стабилизированной в разомкнутом состоянии, а также произведён анализ частотных характеристик и коррекция САР. Усилен контур и запас устойчивости по амплитуде с помощью введения дополнительных звеньев П−регулятора и ПИ−регулятора. Проведена оценка качества САР, а именно оценены показатели качества переходного режима и показатели качества установившегося режима.

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 Исходные данные

САР ЧВ ДПТ – система автоматического регулирования частоты вращения вала двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Заданием определена функциональная схема САР (рис. П1). САР представляет собой замкнутый контур главной обратной связи, который осуществляет управление по отклонению. В контуре имеется и гибкая местная обратная связь, которая предназначена для стабилизации САР, способствует тому, чтобы САР была достаточно устойчивой. Наличие обратных связей в САР свидетельствует о том, что система может быть и неустойчивой, поэтому анализ САР должен включать оценку ее устойчивости и, при необходимости, выбор мер и средств по ее стабилизации.

[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11][pic 12][pic 13]

Рисунок 1.1 Исходная функциональная схема САР.[pic 14]

Объект управления − двигатель постоянного тока, управляемая величина − частота вращения вала ДПТ.

1.2 Описание принципа действия САР

Работа САР в статике: в статике входные, а, следовательно, и выходные, сигналы САР постоянны. На первый, левый сумматор контура главной обратной связи, его сравнивающее устройство, подается задающая величина и величина с выхода тахогенератора, пропорциональная частоте вращения вала. Разностный сигнал e = uз – yтг = uз - kтгn, имеющий малую величину, усиливается усилителем, тиристорным преобразователем и генератором, в результате чего получается входной, управляющий сигнал ДПТ, т.е. напряжение на якоре. Вследствие наличия этого напряжения вал двигателя вращается.