Реферат Расчет параметров САУ
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Цель выполнения курсовой работы – приобретение практических навыков проектирования, расчета параметров САУ и исследования их устойчивости.
Тема курсовой работы – проектирование, расчет корректирующих цепей типовых САУ и исследования их устойчивости.
Объектом исследования на первом этапе является электронный термометр для систем автоматического контроля и управления. R
2
|
1
ТД – датчик температуры;
Рис. Схема электронного термометра
Исходные данные электронного термометра:
WTД = КТД/( tТД р + 1); КТД = 0,2; tТД = 1с; RТД = 100 Ом.
WК0 = К0 = - R2/R1 = - 50; WЭТ = WТД×WК0.
Задание на выполнение работы:
Изменить быстродействие электронного термометра, сохраняя тип (параметры) ТД, математическую форму WЭТ (апериодическое звено) и величину КЭТ = КТД×К0 = - 10, при следующих исходных данных: t =1/27, где 27 – две последние цифры индивидуального шифра студента.
Для выполнения задания использовать корректирующие цепи трех типов- последовательную, параллельную и антипараллельную. Расчитать схемотехнические параметры корректирующих цепей и модернизированного электронного термометра в целом. Выбрать оптимальный вариант схемотехнической реализации соответствующей корректирующей цепи.
Условия изменения быстродействия:
Содержание:
1.1. Модернизация электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа…………………………..4-5
1.2. Модернизация электронного термометра с использованием цепи параллельного типа………………………………………………………….6-7
1.3. Коррекция с ОС…………………………………………………………7-8
2.1. Исследовать устойчивость типовых звеньев САУ, охваченных положительной и отрицательной обратной связью……………………….8-9
2.2. Исследовать и обеспечить в случае необходимости области устойчивости САУ, заданной структурной схемой……………………………………….9-10
1.1
Модернизация электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа.
Для решения задачи данным способом необходимо использовать цепь следующего вида:
R
21
|
11
|
Схема модернизированного электронного термометра.
Предоставим передаточную функцию такой схемы
WЭТ(р) = WТД(р)×WК1(р)К1
КЭТ/(t р+1) = [КТД/(tТД р+1)] × WК1(р) × (-R21/R11)
Для реализации передаточной функции WК1(р) необходимо использовать схему вида:
C
3
R
4
Схема корректирующей цепи последовательного типа.
Представим передаточную функцию такой схемы
| Tr =R3C | } | | |
Полученная передаточная функция отличается от искомой передаточной функции корректирующей цепи коэффициентом 1/ν
Поэтому
T Д = T =1/(3 ХУ)=1/ 81 = 1·10-2
Tr = TД =1 с
Произведём расчет основных элементов
1. R3 >> RД
RД =100 Ом
R3 =1000 Ом
2. Tr = TД = С R3=1c → C= ТД /R3== 1·10-5
3.
4.
0,2×К’O ×
К’O ×0,002= - 10
К’O =-5000
5. R11 >>R4
R4 =12,3 Ом
R11 =123 Ом
6. K’O=R21/R11 → R21 = K’O R11=
1.2. Модернизация электронного термометра с использованием корректирующей цепи параллельного вида.
Для реализации такой передаточной функции используем следующую схему:
С
R
3
T=RC, но (T-Tg)=RC-max быть не может
Поэтому
(T-Tg)×K1=RC; T=RC
Полученные передаточные функции корректирующего звена появляется дополнительный операционный усилитель с коэффициентом КУ /К’.
Тогда схемотехническая реализация корректирующего звена параллельного типа
1. R3 >> RД
RД =100 Ом
R3 =1000 Ом
2. Т=1/(3 Х У)= R3 C
1/81=1000C → C=1·10-2
3. R4 >> R3
R3 =1000 Ом
R4 = 10000 Ом
4. K’= T/(T-TД) = -1·10-2
K=Ko/K’=-50/(-1·10-2)= 5000
5. K=R11/R4; R11=K R4= 500·105
1.3. Корректирующая цепь
c
обратной связью
Воспользуемся свойством операционного усилителя с обратными связями и сформируем на его основе соответствующие цепи обратной связи.
Ko=R3/R4
ТД=R4C2
Т=R3C1
Рассчитаем элементы соответствующей схемы
1. ТД=R4C2
2. Кo= R3/R4
3. Т= 1/3ХУ=R3C1
4. R4 >> RД
RД =100 Ом
R4 =1000 Ом
С2 =
R3 = R4 ×Ko=50×1000=50000 Ом
Таким образом наиболее эффективным способом повышения быстродействия электронного термометра является способ введения корректирующей цепи с обратной связью.
2.1.Исследовать устойчивость типовых звеньев САУ, охваченных положительной и отрицательной обратной связью.
| W(p) | Kp | K/p | K/(Tp+1) | K/(T1p2+T2p+1) |
| WOC | + 1 ; - 1 | |||
1) W(p) = Kp не устойчива
WOC =1: W=WO/(1-WO)= Kp/(1- Kp)
-K>0 → K<0
WOC =-1: W=WO/(1+WO)= Kp/(1+Kp)
K>0
2) W(p) = K/p
WOC =1:
-K>0 → K<0
WOC =-1:
K>0
3) W(p) = K/(Tp+1)
WOC =1:
T>0; 1-K>0 → K<1
WOC =-1:
T>0; 1+K>0 → K>-1
4) W(p) = K/(T1p2+T2p+1)
WOC =1:
T1 >0; T2>0; 1-K>0 → K<1
WOC =-1:
T1 >0; T2>0; 1+K>0 → K>-1
2.2. Исследовать и обеспечить в случае необходимости области устойчивости САУ, заданной структурной схемой.
Т1 = 1/X=1/2;
Т2 = 1/Y=1/7;
К = X×Y=14,
ПОС (+1) W(р)=
Н
.У
.
T1T2>0 1/14>0
T1+T2>0 1/2+1/7=0,643>0
1+T1K>0 1+(1/2×14)=1+7=8>0
-K>0 → K<0 2×7=14>0
Д.У. (Т1+T2)(1+T1K)+T1T2>0 (1/2+1/7)(1+8)+1/14=5,858>0
Система неустойчива. Для обеспечения устойчивости необходимо изменить числовые данные по параметру К:
K<0
Н.У. : (-1;0)
Д.У. : К>-0,8
0
Область устойчивости : (-14;0)
ООС (-1): ) W(р)=
Н.У.
T1T2>0 1/14>0
T1+T2>0 1/2+1/7=0,643>0
1+T1K>0 1+(1/2×14)=1+7=8>0
-K>0 → K<0 2×7=14>0
Д.У. (T1+T2)
-0,6<0
Система параметрически неустойчива. Для обеспечения устойчивости, необходимо изменить числовые данные к параметру К
Н.У. : (0;∞)
Д.У. : К<0,8
Область устойчивости : (0; 0,8)
0,8
