Расчет параметров САУ

Рефераты по промышленности и производству » Расчет параметров САУ

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.

Задание на выполнение курсовой работы:

Объектом исследования на первом этапе является электронный термометр для систем автоматического контроля и управления. R2

Т0С

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 = WТДЧWК0. WТДЧWК0/( tТД р + 1)

Задание на выполнение работы:

Изменить быстродействие электронного термометра, сохраняя тип (параметры) ТД, математическую форму WЭТ (апериодическое звено) и величину КЭТ = КТДЧК0 = - 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:

T=3T=1/27; T=1/81

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

Модернизация электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа.

Для решения задачи данным способом необходимо использовать цепь следующего вида:

R21

R11

WK1

Т0С

Схема модернизированного электронного термометра.

Предоставим передаточную функцию такой схемы

WЭТ(р) = WТД(р)ЧWК1(р)К1

КЭТ/(t р+1) = [КТД/(tТД р+1)] Ч WК1(р) Ч (-R21/R11)

Для реализации передаточной функции WК1(р) необходимо использовать схему вида:

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. =

0,2ЧК’O Ч

К’O Ч0,002= - 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:

T=RC, но (T-Tg)=RC-max быть не может

Поэтому

(T-Tg)ЧK1=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 =Ф

R3 = R4 ЧKo=50Ч1000=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.