МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Санкт – Петербургский  государственный университет аэрокосмического приборостроения

                 Факультет среднего специального  образования (колледж) 
 
 
 
 
 
 

                 АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СЛИЖЕНИЯ 

                              Пояснительная записка 

                      ФСПО.АУ.01.21.816ПЗ 
 
 
 
 

Выполнил студент  группы С816                                   А.Д.Скворцов

Руководитель 

Курсового проекта                                                           Т.С.Бородкина 

Курсовой проект выполнен и защищен 

С оценкой           «                          »                              

Санкт-Петербург

2011

   Содержание

Введение                                                                                                                           4

   Исходные  данные                                                                                                          6

1. Раздел 1. Теоретическая  часть  

     1.1 Описание работы схемы                                                                                      7

   1.2   Описание элементов схемы

1.2.1 Потенциометр                                                                                                  8

1.2.2 Операционный усилитель (ОУ)                                                                      9

1.2.3 Последовательное корректирующее устройство (КУ)                             10

1.2.4 Усилитель мощности (УМ)                                                                           11

1.2.5 Электромашинный усилитель (ЭМУ)                                                        12

1.2.6 Исполнительный двигатель (ИД)                                                              13

1.2.7. Редуктор                                                                                                           14

2. Раздел 2. Расчётная   часть

   2.1 Исходные данные                                                                                                15

   2.2 Структурная схема  система и её  преобразования                                16

   2.3 Исследование автоматической системы на устойчивость              19

   2.4 Оценка качества  работы системы                                                            21

3.Заключение                                                                                                           23

4. Список литературы                                                                                         24 
 

Приложение  1: Двигатель поперечной подачи. Схема     электрокинематическая структурная. ФСПО.АУ0121.816С1 

   Приложение  2: Двигатель поперечной подачи. Схема

     электрокинематическая функциональная. ФСПО.АУ0121.816С2

 

Введение

Теория  автоматического  управления (ТАУ) — 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.

Автоматическое  управление в технике, совокупность действий, направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта без непосредственного участия человека в соответствии с заданной целью управления. А. у. широко применяется во многих технических и биотехнических системах для выполнения операций, не осуществимых человеком в связи с необходимостью переработки большого количества информации в ограниченное время, для повышения производительности труда, качества и точности регулирования, освобождения человека от управления системами, функционирующими в условиях относительной недоступности или опасных для здоровья. Цель управления тем или иным образом связывается с изменением во времени регулируемой (управляемой) величины — выходной величины управляемого объекта. Для осуществления цели управления, с учётом особенностей управляемых объектов различной природы и специфики отдельных классов систем, организуется воздействие на управляющие органы объекта — управляющее воздействие. Оно предназначено также для компенсации эффекта внешних возмущающих воздействий, стремящихся нарушить требуемое поведение регулируемой величины. Управляющее воздействие вырабатывается устройством управления (УУ). Совокупность взаимодействующих управляющего устройства и управляемого объекта образует систему автоматического управления.

Система автоматического  управления (САУ) поддерживает или улучшает функционирование управляемого объекта. В ряде случаев вспомогательные для САУ операции (пуск, остановка, контроль, наладка и т.д.) также могут быть автоматизированы. САУ функционирует в основном в составе производственного или какого-либо другого комплекса.

 

 

Автоматизированная  система управления или АСУ — комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин автоматизированная, в отличие от термина автоматическая подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации.

АС классифицируются по ряду признакам: По характеру воздействия  бывают системы стабилизации, программного управления и следящие системы. По способу  передачи и преобразования сигнала  системы бывают непрерывные и  дискретные. По виду управленческого  сигнала системы бывают электрические, электромеханические, пневматические, гидравлические и комбинированные. По расстоянию от объекта до средств  автоматического контроля системы  бывают сосредоточенного, дистанционного и телемеханического контроля. По виду дифференциального уравнения  связи системы бывают линейные, нелинейные, стационарные, нестационарные. По величине установившейся ошибки системы бывают статические, астатические. При управлении всегда происходит преобразование одного вида энергии в другой или изменение потока энергии к объекту. При этом на само управление расходуется лишь незначительная часть от потока энергии, участвующей в технологическом процессе.

     Качественный  скачок в развитии автоматического  управления был совершён, когда в  системы стали включать быстродействующие  ЭВМ. Развитие вычислительной техники  привело к созданию больших автоматических систем для управления сложными производственными  процессами и целыми отраслями промышленности.

     Автоматизация производственных процессов- одно из основных направлений технического прогресса, основа повышения производительности труда, так как позволяет увеличивать производительность технологического оборудования и работоспособность обслуживающего персонала, улучшает качество продукции, повышает безопасность работы, а так же позволяет осуществлять новые высокоинтенсивные процессы, не допустимые при ручном управлении.  
 

Исходные  данные

 
 

Рисунок 1.

Функциональная схема автоматической системы слежения

 
 
 
 
 
 
 
 

     Раздел 1. Теоретическая  часть.

     1.1.Описание работы автоматической системы.

     Данная  система предназначена для поворота угла антенны.

     Входной сигнал задаётся задающим потенциометром, после чего подаётся на операционный усилитель работающий в режиме сумматора, который вырабатывает сигнал рассогласования задающего потенциометра и потенциометра обратной связи. Далее сигнал поступает на последовательное корректирующее устройство, которое производит коррекцию системы. После коррекции сигнал поступает на усилитель мощности, который преобразуется по мощности электромашинным усилителем. Затем сигнал поступает в обмотку ротера двигателя постоянного тока, выходной величиной которого является угол поворота. Исполнительный двигатель связан с редуктором жёсткой связью которая понижает обороты и поступает на объект управления.

     Усилитель мощности и электромашинный усилитель  охватывается жёсткой отрицательной  обратной связью, которая стабилизирует  Ку, то есть делает малочувствительным к помехам и шумам.

       
 

 

      1. 2.Описание элементов автоматической                  системы.   
1.2.1.Потенциометр.

         Потенциометры (потенциметрические датчики ) предназначены для преобразования механического перемещения в электрический сигнал оснавной частью потенциометра является реостат , сопротивление которого изменяется при перемещении движка ,                                                скользящего по проволоке (схема включения потенциометра показана на рисунке №2.). Напряжение питания подается на всю обмотку реостата через неподвижные выводы этой обмотки . Выходное

напряжение , пропорционально  перемещению перемещению движка , снимается с одного из подвижного движка .

       В автоматических системах движок может быть механически связан с каким-либо устройством (клапаном,  рулем, антенной, режущим унструментом и т.д), положение которое надо измерить и передать в виде электрического сигнала. Усилие , под действием которого перемещается движок , в этом случае весьма велико.

Поэтомудля обеспечения  надежного контакта между движком  и обмоткой следует иметь достаточно большую силу прижатия движка.

      Наличие скользящего контакта  снижает надежность потенциометра  и является его основным недостатком.  Для питания датчика может  быть использовано как напряжение  постоянного тока , так и напряжение  переменного тока невысокой частоты.  Входным сигналом может быть  не только линейное, но и угловое  перемещение.                                      

    Предаточная  функция потенциометра : W(р)=Кп .                                        

                                              

                                             

                               Рисунок  2 .Потенциометр.         

                                             

1. 2.2.Операционный усилитель.