Система автоматического управления освещённостью в помещении и система автоматического управления следящей системы с электромашинным

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«ТОМСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 
 

Факультет автоматики и вычислительной техники

Специальность – Автоматизация технологических процессов и производств

в нефтегазовой отросли

Кафедра интегрированных компьютерных систем управления 
 

Основы  построения и анализа  систем автоматического  управления

Курсовая  работа по дисциплине

«Теория автоматического управления» 
 
 
 

студент гр. 8260                                                                Бобылев С. В. 

руководитель:                                                                    Малышенко А. М.

профессор, доктор техн. наук                                                                                                                                                        

                                                                                          
 

Томск 2008 г.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

      «ТОМСКИЙ  ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»  

                                         Кафедра_____________________ 

                                         УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой____________(И.О.Ф.)

      ^{(Подпись,  дата)} 

ЗАДАНИЕ 

на выполнение курсовой работы 

студенту  гр. 8260   Бобылеву Сергею Витальевичу 

1Тема  курсовой работы _________________________________________________________________________________________

(утверждена  приказом ректора (распоряжением  декана) от____№___ 

     2 Срок сдачи студентом готовой  работы_____________________ 

     3 Исходные данные к работе 

Схема следящей системы с электромашинным усилителем 
 

 
 
 

Уравнение элементов системы:

СД – сельсин-датчик,

СП – сельсин-приёмник,

УН – усилитель напряжения и выпоямитель,

КУ – последовательное корректирующее устройство,

УМ– усилитель мощности,  

ЭМУ – электромашинный усилитель,

Р – понижающий редуктор,

ОУ  – обмотка управления ЭМУ,

ИД – исполнительный двигатель. 

Линеаризованная модель системы управления описывается  следующим набором уравнений.

Сельсины

    

Усилители

     

Электромашинный усилитель 
 

Двигатель с  редуктором

    

В приведённых  уравнениях:

  – угол поворота задающей оси,

  – угол поворота  выходной оси,

  – напряжение  переменного тока,

,,, – напряжения постоянного тока. 

Исходные данные для системы приведены в таблице 1

Таблица 1

 

     4 Содержание текстового документа 

     Часть 1

     1. Составить схему и описать принцип работы системы автоматического управления освещённостью помещения.

     2. Ответить на вопросы:

• какая задача регулирования решается данной САУ;
• каков предполагаемый диапазон работоспособности системы;
• какой принцип регулирования использован в данной САУ;
• что является объектом регулирования; что является регулируемой переменную;
• что предполагается измерять;
• какова природа управляющего воздействия и возмущения;
• имеется ли в системе устройство сравнения и если да, то, как оно работает.

 

Часть 2

1. Описать устройство и работу элементов и всей системы.
2. Составить структурную схему системы и определить передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем (относительно задающего воздействия и ошибки). Составить соответствующие дифференциальные уравнения и уравнения статики.
3. Для полученной передаточной функции замкнутой системы рассчитать нули и полюса систем. Рассчитать степень устойчивости и колебательность системы. Построить соответствующие асимптотические ЛАЧХ.
4. Для полученной передаточной функции разомкнутой системы рассчитать нули и полюса систем. Построить соответствующие асимптотические ЛАЧХ. По асимптотическим логарифмическим частотным характеристикам (ЛЧХ) разомкнутой системы определить запасы устойчивости по амплитуде и фазе.
5. Построить кривую переходного процесса относительно задающего воздействия. Определить основные показатели переходных процессов (перерегулирование, время переходного процесса).
6. Найти статические и динамические ошибки системы при заданных воздействиях. 

 

5 Дата выдачи задания на выполнение курсовой работы

     _______________________________________________________ 
 

Руководитель________________  (И.О.Ф.)

(подпись,  дата)  

Задание принял к исполнению  

____________________________ (И.О.Ф.)

(подпись,  дата) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 

Введение.........................................................................................................................................7

Часть 1 Система  автоматического управления освещённостью  в помещении. .....................9

Часть 2 Следящая система с электромашинным усилителем ……………..…...…………...12

2.1.Устройство  и работа системы и её элементов…………………………………..12

2.2. Структурная  схема системы……………………………………………………..13

2.3. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой систем……………………13

2.4. Передаточная  функция относительно ошибки…………………………………14

2.5. Замкнутая  система: нули, полюса, степень устойчивости, степень колебательности, ЛАЧХ……………………………………………………………...15

2.6. Разомкнутая  система: нули, полюса, степень устойчивости, степень колебательности, ЛАЧХ……………………………………………………………...18

2.7. График  переходного процесса относительно  задающего воздействия, основные  показатели переходного процесса………………………………………..20

2.8. Статические  и динамические ошибки системы………………………………...22

Реферат на тему: «Электромашинные усилители»…………………………………………..23

1 Общие сведения  и классификация……………………………………………………...23

2 Применение  электромашинных усилителей…………………………………………...25

2.1. Электромашинные усилители поперечного поля………………………………25

2.2. Магникон………………………………………………………………………….28

2.3. Каскадный усилитель типа рапидин……………………………………….……29

Зключение…………………………………………………………………………………..30

Заключение……………………………………………………………………………………...31

Список используемых источников…………………………………………………………….32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

     Автоматика  как явление насчитывает ни одно столетие. Так первые сведения об автоматах  появились ещё в начале нашей  эры в работах Герона Александрийского «Пневматика» и «Механика». К середине XX в. автоматика постепенно проникает  во все отрасли техники и захватывает  самые разнообразные процессы.

     Задача  автоматизации состоит в осуществлении автоматического управления различными техническими процессами.

     Технические процессы можно разделить на ряд  видов, отличающихся один от другого  целями, физической природой, конструктивным оформлением, способом управления и  т. д. Так, мы можем выделить технологические  процессы, энергетические процессы, транспортные процессы, процессы обработки и передачи информации  и т. д.

     Всяких  технический процесс можно расчленить на ряд более простых составных, но связанных между собою процессов.

     Для того чтобы эти процессы протекали  правильно или наилучшим образом, ими нужно управлять.

     Под управлением будем понимать процесс  выработки и осуществления управляющего воздействия на  объект управления с целью обеспечения нужных его  состояний, свойств, характеристик  или протекающих в нём процессов.

     Большой опыт, накопленный в автоматизации, показывает, что  несмотря на существенные различая многообразных технических процессов, техника управления ими основывается на ряде правил и законов, которые являются общими не только для технических устройств, но и для живых организмов и даже для определённых явлений общественной жизни людей. Изучение законов управления, общих для технических устройств, живых организмов и общества, составляет предмет кибернетики. Теория автоматического управления и автоматического регулирования входят в науку под общим названием «техническая кибернетика», изучающая общие закономерности сложных динамических систем управления технологическими и производственными процессами.