МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

 высшего  профессионального образования

 «Юго-Западный  государственный университет» 
 

Кафедра  Конструирования и технологии электронно-вычислительных средств 
 

КУРСОВОЙ   ПРОЕКТ   

по дисциплине « Основы автоматики и системы автоматического управления »

                                                                       (наименование учебной дисциплины) 

на тему                       « Линейные системы автоматического управления » 

Специальность           220500 (210202. 65)

«Проектирование и технология электронно-вычислительных средств»

(код,  наименование)

Автор работы (проекта)       Р.Ю. Богомазов                 ___________________              

                                                            (инициалы, фамилия)                                            (подпись, дата)  

Группа       КС81 

Руководитель  работы                   Т.А.  Ширабакина          ___________________

                                                     (инициалы, фамилия)                               (подпись, дата)  

Проект защищен         ________________________   

                                                                         (дата)

Оценка  _____________________ 
 

Председатель  комиссии _________________________  ____________________

                                                                                      (подпись, дата)                            (инициалы, фамилия) 
 

Члены комиссии _________________________  __________________________

                                                                     (подпись, дата)                                           (инициалы, фамилия) 

                              _________________________  __________________________

                                                                     (подпись, дата)                (инициалы, фамилия) 

                              _________________________   __________________________

                                                                     (подпись, дата)                 (инициалы, фамилия) 
 

Курск, 2011 г.

 

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

 «Юго-Западный  государственный университет» 

Кафедра  Конструирования и технологии электронно-вычислительных средств 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 

Студент                     Богомазов Р.Ю.    шифр 338001      группа     КС81

     (фамилия,  инициалы)

1. Тема              «Линейные системы автоматического  управления» 

2. Срок  представления проекта к защите     «_____» ___________ 2011 г.

3. Исходные данные для проектирования: вариант 111

Структурная схема:

   Содержит  обратную связь по моменту и по скорости, не содержит обратной связи  по положению; ошибка стабилизации скорости на максимальном уровне должна не превышать 1%.

Параметры структурной схемы:

   Т_М/Т_Э = 8, Т_П = 0.01 с, К_П = 40, Т_ОМ = 5 мс, Т_ОС = 5 мс, t_ПП < 0.08 с.

Параметры двигателя:

   Номинальная мощность 0,7 кВт, число оборотов двигателя 3000 об/мин,

номинальный ток 4,3 А,  активное сопротивление двигателя 5.3 Ом, актив-

ное сопротивление цепи якоря двигателя 10 Ом, момент инерции системы

0.015 кг×м².

4. Содержание  пояснительной записки курсового  проекта:

4.1. Введение

4.2. Анализ заданной структурной схемы, ее преобразования для расчетов

     подпись, дата)

 

      Содержание

Введение 4

1. Анализ заданной  структурной схемы, её преобразования  для расчетов 5

2. Определение  передаточных функций системы  для управляющего и возмущающего  воздействий 11

3 Проверка на  устойчивость методами Гурвица  и ЛАЧХ-ЛФЧХ. Оценка быстродействия  системы относительно заданного  значения. Определение граничного  коэффициента усиления 14

     3.1 Определение устойчивости системы  по критерию Гурвица……….. 14

3.2 Определение  устойчивости системы по частотным  
характеристикам …………………………………………………………...16

4 Синтез системы 18

5 Расчет и  построение статических и динамических  характеристик синтезированной  системы 23

Заключение 25

Литература 26

 

Введение

      Для роста производительности труда, увеличения количества и улучшения качества выпускаемой продукции приобрело популярность широкое внедрение автоматики и вычислительной техники в производственных процессах. С помощью этих систем осуществляется механизация трудоёмких и тяжёлых работ, снижается себестоимость продукции, увеличивается производительность труда. Они помогают в управлении производством.

      Отрасль науки и техники, охватывающая теорию и принципы построения систем управления техническими процессами, действующих без непосредственного участия человека, а также принципы построения технических средств, образующих эти системы называют автоматикой. А применение средств автоматики для замены труда человека в рабочих операциях и операциях управления - автоматизацией.

      Данный  курсовой проект подразумевает проведение анализа и синтеза автоматизированной электромеханической системы, структурная  схема и все необходимые параметры  которой определяются в соответствии с индивидуальным вариантом.

      Цель  данного курсового проектирования – закрепление, углубление и обобщение  теоретических знаний, и приобретение практических навыков, полученных в комплексе для творческого решения конкретной технической задачи, приобретение навыков научно-исследовательской деятельности, для самостоятельного решения вопросов, связанных с анализом и синтезом систем автоматического управления.

      Таким образом, подготовка курсового проектирования является содержанием одного из видов научно-исследовательской работы, встроенной в учебный процесс. При выполнении данного проектирования приобретаются навыки работы с первоисточниками, что является необходимым элементом научной деятельности.

     . 

1. Анализ заданной структурной схемы, её преобразования для расчетов

     В соответствии с заданным вариантом №111. запишем исходные данные в таблицы 1.1 – 1.3:

      Таблица 1.1- Вариант структурной схемы

     Таблица 1.2- Вариант параметров структурной  схемы

                                          

       Таблица 1.3- Вариант параметров  двигателя

 

      Приведенные в таблицах данные: –коэффициент токовой компенсации; – коэффициент компенсации ЭДС электродвигателя; – коэффициент отрицательной обратной связи по току (моменту); – коэффициент отрицательной обратной связи по скорости; – коэффициент отрицательной обратной связи по положению; – ошибка стабилизации скорости; – ошибка стабилизации перемещения; – электромагнитная постоянная времени (мс); – электромеханическая постоянная времени (мс); – время переходного процесса; – коэффициент усиления по напряжению (безразмерная величина); и – постоянные времени фильтров обратных связей по моменту и скорости соответственно; – постоянная времени, определяющая инерционность преобразователя; – номинальная мощность двигателя; – номинальное количество оборотов; – номинальное значение тока; – активное сопротивление двигателя; – активное сопротивление цепи якоря двигателя; – момент инерции системы.

     Ряд параметров исследуемой структурной  схемы рассчитаем дополнительно:

     1) коэффициент обратной связи по  току

     К_ОМ =      (1.1)

     К_ОМ= 1,857 (1/А∙с).

     2) коэффициент обратной связи по скорости

     К_ОС = ,     (1.2)

     К_ОС =0,032 (В∙с).

     Два параметра, свойственные только обратной связи по положению, по условия заданы для всех вариантов одинаковыми:

• передаточное число редуктора от двигателя к механизму i=10;
• коэффициент чувствительности датчика положения К_d = 25 В/рад.

     Номинальное напряжение якоря двигателя U_н = 220 В.

     Величины  М, w, L являются выходными и обеспечиваются электродвигателем, представленным двумя звеньями с передаточными функциями:

     W_Д1(p) = ,    (1.3)

     W_Д1(p) =

.

     W_Д2(p) = ,     (1.4)

     W_Д2(p) =

,