Теория автоматического управления

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................4

1.        АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ СИСТЕМЫ..................................................................6

1.1.        Функциональная схема исходной системы...........................................6

1.2.        Структурная схема исходной  СУ..........................................................6

1.3.        Анализ устойчивости линеаризованной  СУ........................................9

1.4.        Анализ соответствия СУ требованиям технического задания (ТЗ)..11

2.        СИСТЕМА С ПИД-РЕГУЛЯТОРОМ..............................................................14

2.1.        Выбор настроечных параметров ПИД-регулятора.............................14

2.2.        Анализ соответствия спроектированной системы требованиям ТЗ.19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................................................22

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК..................................................................23

ВВЕДЕНИЕ

Теория автоматического управления — это дисциплина, изучающая процессы автоматического управления объектами разной физической природы. При этом при помощи математических средств выявляются свойства систем автоматического управления и разрабатываются рекомендации по их проектированию.

Основной целью автоматизации является исключение непосредственного участия человека в управлении производственными процессами и другими техническими объектами. В настоящее время автоматизация технологических процессов представляет собой одно из важнейших средств роста эффективности производства, интенсификации развития народного хозяйства. Таким образом, задача изучения дисциплины "Теория автоматического управления" состоит в освоении основных принципов построения и функционирования автоматических систем управления на базе современных математических методов и технических средств.

Для изучения теории автоматического управления должен применяться системный подход, требующий рассмотрения системы в ее целостности, а не просто учета факторов, влияющих на состояние отдельных элементов.[1, с. 5]

В данной курсовой работе будем исследовать систему автоматического управления (САУ) режимом сверления при изменении условий обработки (вариациях физико-механических свойств обрабатываемого материала, износ сверла, увеличение текущей глубины сверления). САУ представлена на Рисунке 1.

Рисунок 1 − САУ ПО МОМЕНТУ НА СВЕРЛЕ

На сверлящем шпинделе 1 силовой головки станка установлен датчик момента 2, который вырабатывает напряжение, пропорциональное действующему моменту на сверле 3. Двигатель постоянного тока 4 через редуктор 5 и ходовой винт 6 передает силовой головке 7 движение осевой подачи. Для управления двигателем 4 используется усилительно-преобразовательный элемент 8, на вход которого воздействует сигнал

δU=ε=Uз–U0,

где Uз – заданное напряжение на входе СУ, соответствующее необходимому моменту в определенном масштабе;

U0 – напряжение на выходе усилителя 9, пропорциональное фактическому моменту резания. Заготовка 10 устанавливается в патрон станка и при сверлении ей передается вращение от приводного двигателя (на рисунке не показан).

Объектом управления в данной системе управления является силовая головка, сверлящий шпиндель и сверло. Управляемой величиной является момент на сверле, который нестабилен вследствие изменения условий обработки.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНОЙ СИСТЕМЫ

1. Функциональная схема исходной системы

Функциональная схема замкнутой системы управления, представленная на Рисунке 2, в прямой цепи содержит последовательно включенные усилительно- преобразовательный элемент (УПЭ), исполнительный механизм (ИМ), объект управления (ОУ), а в обратной связи – датчик обратной связи (ДОС).