Составить доклад по курсовому проекту

1. Название САР
САР числа оборотов тягового двигателя при обточке колесных пар без
выкатки
2. Цель курсового проекта
Исследование линейной САР.
3. Принцип действия САР
В САР применена отрицательная обратная связь, которая при
отсутствии возмущающего воздействия (М=const), будет создавать на входе
потенциометра напряжение.
При отсутствии возмущающего воздействия и неизменном задающем
напряжении ЗU скорость вращения двигателя и тахогенератора постоянна,
поэтому и ΔU=const . Следовательно, система будет находиться в
равновесии, и все переменные, описывающие ее поведение, будут оставаться
неизменными.
При возникновении возмущающего воздействия измениться скорость
якоря двигателя и тахогенератора, что приведет к изменению величины ТГU
на величину ТГΔU . Это в свою очередь вызовет изменение разницы ΔU.
Величина ТГΔU будет иметь знак, соответствующий направлению
изменения числа оборотов двигателя либо в сторону увеличения, либо в
сторону уменьшения. Под действием изменившейся величины ΔU
изменится напряжение на выходе интегратора и электронного усилителя, что
вызовет изменение тока в обмотке возбуждения генератора, что повлечет за
собой изменение частоты вращения двигателя. Переходной процесс в САР
будет протекать до тех пор, пока система не придет в равновесное состояние
и скорость вращения двигателя не установится в соответствии с новыми
условиями.
4. Передаточные функции звеньев
САР состоит из следующих динамических звеньев:
1) Элемент сравнения (ЭС) – производит сравнение заданного
напряжения ЗU с напряжением тахогенератора ТГU , реализован в виде
схемного решения осуществляющего вычитание двух напряжений по
формуле ЗТГΔU=U-U ;
2) Пассивное интегрирующее звено (ИЗ) – увеличивает напряжение
при любом изменении (входная величина ΔU , выходная –
ИЗU );

3) Электронный усилитель (ЭУ) – усиливает сигнал рассогласования до
необходимой величины (входная величина ИЗU , выходная – ЭУU );

4) Обмотка возбуждения генератора (ОВ) – обеспечивает необходимое
возбуждение генератора (входная величина ЭУU , выходная – Ф );
5) Генератора (Г) – изменяет обороты вала в зависимости от тока
возбуждения (входная величина Ф , выходная –
ГU );

6) Двигатель (Д) – объект регулирования (входная величина ГU,
выходная– n
);
7) Тахогенератор (ТГ) – измеряет фактическое значение регулируемой
величины (входная величина n, выходная – ТГU ).
5. Передаточная функция САР
Так как схема простая с последовательным соединением динамических
звеньев, то передаточная функция разомкнутой системы будет равна
произведению передаточных функций отдельных звеньев и иметь вид:

,

где Wp − передаточная функция разомкнутой системы.
Подставляя передаточные функции звеньев в уравнение, получим:
Выражение для передаточной функции замкнутой системы может быть
найдено по известной передаточной функции разомкнутой системы
следующим образом:

W(p)
Ф(p)=
W(p)+1 ,

где Ф(p) – передаточная функция замкнутой системы.
Подставим выражение в уравнение и получим:

5. Оценка устойчивости (название критериев и результат)
Устойчивость САР оцениваем по алгебраическому критерию Гурвица.
Все коэффициенты больше нуля.
а 0 =
а 1 =
а 2 =
а 3 =
а 4 =
Квадратичные определители равны:
= 0,5810472859
0,06746204000
0,8586077269
Так как коэффициенты и квадратичные определители Гурвица НЕ
переходят в отрицательные значения, то можно сделать вывод: система
является устойчивой.
7. Построение кривой переходного процесса в САР

Передаточная функция замкнутой системы, в операторной форме,
имеет вид:
Перейдем к частотной передаточной функции замкнутой САР, для чего
выполним подстановку значения p = jw. Выделив вещественную часть,
получим выражение для построения вещественной частотной характеристики
рассматриваемой системы:
a 1 =
a 2 =
a 3 = 1,777500119
a 4 =
a 5 =
К = 11,727272

24531
24232
53142
K(a-aw+aw)

Pw=
(a-aw+aw)+(aw-aw)

Далее определим параметры полученных трапеций. Для каждой
трапеции определяются: высота – p, частоты среза – w с и частота излома – w d
по которым определяют коэффициент наклона боковой грани.
Для коэффициента наклона по справочным таблицам определяем
значение h–функций.
Далее осуществляем перевод единичной трапецеидальной
характеристики в масштаб.
После формирования таблицы выполним построение кривых
переходного процесса в одной координатной плоскости. Далее произведем
графическое суммирование всех составляющих для получения
результирующей кривой переходного процесса.
8. Оценка качества (название показателей и результат)
Перерегулирование составляет 144,1% при норме не более 30%,
превышает допустимые значения. Статическая ошибка превышает
допустимые значения, время переходного процесса не установить. САР по
качеству является не приемлемой и нуждается в корректировке.
9. Общий вывод
В данном курсовом проекте исследовали линейную САР, была описана
работа принципиальной схемы, составлена структурная схема заданной САР,
записаны дифференциальные уравнения и выведены передаточные функции
всех динамических звеньев. По критерию устойчивости Гурвица определили,
что САР устойчива. Методом Д-разбиения определили, что САР устойчива.
Построили кривую переходного процесса и определили показатели качества
переходного процесса. Сделали вывод, что САР не приемлема и нуждается в
корректировке т.к. показатели качества превышают допустимые значения.