6. Порядок выполнения курсового проекта

1. По принципиальной схеме построить функциональную и структурную схему САУ частотой вращения ДПТ с независимым возбуждением.

2. По структурной схеме найти разомкнутую и замкнутую передаточные функции исходной САУ по управляющему и возмущающему воздействиям.

3. Проверить устойчивость САУ по алгебраическому критерию (любому на выбор), критерию Михайлова и Найквиста, логарифмическому критерию и определить запасы устойчивости по амплитуде и по фазе.

4. Произвести синтез САУ с помощью последовательной коррекции методом ЛАЧХ.

5. Построить график переходного процесса и определить основные показатели качества процесса регулирования.

7. Методические указания

Введение

Основное внимание уделить перспективам развития автоматики, проникновению автоматики в разные отрасли техники, обогащение последней за счет новых достижений и более глубокого принципа адаптации.

1.4 Выбор электродвигателя для привода станка

Мощность электродвигателя главного привода станка может быть определена аналитически и экспериментально.

Для определения мощности электродвигателя аналитическим способом должно быть известно качество обработки материала, материал и свойства резца, глубина резания подачи. Необходимо также знать и скорость резания.

Мощность электродвигателя привода определяется по формуле:

где – мощность резания, кВт

–коэффициент полезного действия станка

(Для токарных станков КПД равен 0,9; для фрезерных - 0,85; для сверлильных - 0,8)

Для резания на заданных станках необходимо, чтобы мощность электродвигателя станка была на 25% больше расчетной мощности, т.е.

_{По полученным данным выбираем электродвигатель. (марка электродвигателя)}

_{Данные выбранного электродвигателя привести в таблице}

Таблица 1 - Исходные данные для курсового проекта

Исходные данные	Обозначение	Единицы измерения	Значение
Двигатель постоянного тока
Марка электродвигателя
Номинальная мощность	Pном	кВт
Номинальное напряжение	Uном	В
Номинальная частота вращения	nном	об/мин
КПД		%
Сопротивление якорной цепи	Rя	Ом
Индуктивность якорной цепи	Lя	мГн
Момент инерции		кг/м^2
Тиристорный преобразователь
Коэффициент усиления	Ктn
Постоянная времени	Ттп	с
Тахогенератор
Коэффициент усиления	Ктг	В/мин^-1
Режимы работы САУ
Время переходного процесса	tпп	с	Не более 2
Величина перерегулирования		%	Не более 20
Колебательность переходного процесса	N		Не более 2

Находим расчетные параметры для двигателя постоянного тока.

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи , с, находится по формуле:

где L_я – индуктивность якорной цепи двигателя; Гн;

R_я –сопротивление якорной цепи двигателя, Ом.

Находим номинальный ток двигателя Iном, А по формуле:

где Р_ном – номинальная мощность двигателя, Вт;

 _дв – коэффициент полезного действия двигателя

Угловую частоту вращения ω_ном, ,с^-1, определяем по формуле:

где n_ном – номинальная скорость вращения, об/мин.

Находим конструктивную постоянную двигателя Сд, по формуле:

где U_ном – номинальное напряжение, В;

I_ном – номинальный ток двигателя, А;

ω_ном – угловая частота вращения, с^-1.

Электромеханическая постоянная времени Тм, с., определяется по формуле:

где Сд – конструктивная постоянная двигателя;

J – момент инерции приведенный к валу двигателя, кг/м².

(При расчете формул необходимо перевести кВт в Вт, мГн в Гн, КПД брать от 0 до 1)

2. Построение функциональных и структурных схем исследуемой системы автоматического управления.

Функциональная электрическая схема системы регулирования частоты вращения ДПТ приведена на рисунке 1:

ДПТ - двигатель постоянного тока

ТП - тиристорный преобразователь

ТГ - тахогенератор

РС - регулятор скорости

Рисунок 1 ­­- Функциональная электрическая схема системы регулирования частоты вращения ДПТ

Построим функциональную схему исследуемой системы автоматического управления, то есть разобьем систему на составляющие её элементы, исходя из выполняемых или функций с указанием связи между ними.

Функциональная схема приведена на рисунке 2.

Uзад (s) - задающее напряжение

Мн (s) - момент нагрузки внешнего воздействия

ω (s) - угловая частота вращения

Рисунок 2 - Функциональная схема исследуемой системы автоматического управления.

По функциональной схеме, подставляя в неё конкретные функции, составляющих её звеньев, составляем обобщающую структурную схему исследуемой САУ.

Структурные схемы тиристорного преобразователя, тахогенератора и двигателя постоянного тока приведены на рисунках 3,4,5.

Рисунок 3 - Структурная схема тиристорного преобразователя

Рисунок 4 - Структурная схема тахогенератора.

Рисунок 5 - Структурная схема двигателя постоянного тока

Рисунок 6 - Обобщающая структурная схема исследуемой САУ

Определим передаточные функции исследуемой САУ:

- передаточные функции двигателя постоянного тока.

- передаточная функция тиристорного преобразователя.

- передаточная функция тахогенератора.