«Проектирование цифровой следящей системы» Выполнил ст. гр. ЗАТ-041: Пархоменко Виталий Проверил: Андриевский Г. Г. Одесса 2008 Содержание 1. Аннотация 3стр. 2. Введение 4стр. 3. Задание на выполнение курсовой работы 5стр. 4. Разработка функциональной схемы 6стр. 5. Выбор элементов системы 5.1. Выбор исполнительного двигателя 7стр. 2. Выбор усилителя мощности 8стр. 6. Составление передаточных функций элементов нескоректиро- ванной следящей системы 9стр. 7. Расчет последовательного непрерывного корректирующего звена методом ЛАЧХ 1. Построение ЛАЧХ заданной системы по виду 11стр. передаточной функции 2. Построение желаемой ЛАЧХ 12стр. 3. Расчет последовательного корректирующего звена 14стр. 8. Моделирование следящей системы с непрерывным последовательным корректирующим звеном 15стр. 9. Определение дискретной передаточной функции корректирующего звена 16стр. 10. Моделирование цифровой следящей системы 18стр. 11. Получение рекуррентного уравнения цифрового корректирующего звена 19стр. 12. Разработка принципиальной схемы цифровой следящей системы 20стр. 13. Используемая литература 21стр. 14. Приложение 15. Приложение 16. Приложение 17. Приложение 4 Аннотация В настоящее время в различных отраслях промышленности используются автоматические системы управления, функции которых состоят в последовательности или совокупности действий, направленных на выполнение конечной цели. Использование на производстве автоматических систем управления позволяет полностью высвободить участие рабочего, но оставляет за ним роль наблюдения за ходом технологического процесса.
При построении автоматических систем управления, а также для дистанционного управления различных механизмов применяют следящие системы.
В данной курсовой работе разрабатывается следящая система, согласно заданным техническим условиям.
Данная система должна обеспечивать синхронное и синфазное вращение двух осей, механически не связанных между собой.
Входом системы является угол поворота сельсина-датчика, а выходом - угол поворота выходного вала редуктора, механически связанного с рабочим механизмом и с ротором сельсина-приемника.
Для обеспечения заданных показателей качества переходного процесса в систему вводится цифровое управляющее (корректирующее) звено. В курсовой работе производится разработка функциональной, структурной и принципиальной электрических схем следящей системы, строятся ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной и нескорректированной системы, приводятся графики переходных функций системы с непрерывным и с дискретным корректирующим звеном. 1.
Введение Цель курсовой работы - получить навыки расчета линейных систем автоматического управления с цифровым корректирующим звеном, роль которого может выполнять микропроцессор, управляющая вычислительная машина, или любое специализированное цифровое управляющее устройство.
В соответствии с заданием необходимо разработать следящую систему, удовлетворяющую определенным техническим условиям. Система должна обеспечивать синхронное и синфазное вращение двух осей, механически не связанных между собой. Входом системы является угол поворота сельсина-датчика, а выходом - угол поворота выходного вала редуктора, механически связанного с рабочим механизмом и с ротором сельсина-приемника.
Следящие системы рассматриваемого типа широко применяются для дистанционного управления различными механизмами, а также при построении автоматических систем управления в различных отраслях промышленности. Для обеспечения заданных показателей качества переходного процесса в систему вводится цифровое управляющее (корректирующее) звено.
Расчет корректирующего звена проводится методом логарифмических частотных характеристик, разработанным для расчета непрерывных систем управления. Использование данного метода для расчета цифрового корректирующего звена основано на предположении о том, что при малом периоде квантования по времени цифровая система по своим свойствам приближается к непрерывной, а при достаточно большом числе цифровых разрядов вычислительного устройства нелинейностью, вносимой квантованием сигналов по уровню, можно пренебречь.
Современный уровень развития цифровой вычислительной техники позволяет применять в управляющем вычислительном устройстве период квантования непрерывных сигналов по времени порядка 0,01-0,001с что обычно является вполне достаточным для обеспечения адекватности по динамическим свойствам цифровой и непрерывной систем. 2.
Цель курсовой работы - проектирование следящей системы, удовлетворяюще... Исполнительный двигатель - двигатель постоянного тока серии МИ. 5. Момент инерции объекта управления – =100[кгм²] 3. максимальное перерегулирование - %; 3.
Разработка функциональной схемы. В проектируемой следящей системе в качестве исполнительного двигателя ... Для измерительного устройства (ИУ) рекомендуется использовать сельсинн... Так как измерительное устройство работает на переменном токе, а усилит... Корректирующее устройство представлено тремя блоками: аналого-цифровой...
Выбор элементов системы 4.1.
Выбор исполнительного двигателя. Выбор двигателя начинаем с расчета требуемой мощности, которая должна ... По каталогу выбираем ближайший двигатель большей мощности Рн > Ртр ... Проведем проверку двигателя: по моменту - 1.085/6.112 =0.18 < 10 ; ... Следовательно, двигатель МИ-41 выбран правильно.
Номинальная мощность усилителя должна удовлетворять неравенству Рун &a... Тогда: , 5.2. 5.3. Усилитель Усилитель (на функциональной схеме - У) служит для согласова... Рис.2.
Расчет последовательного непрерывного корректирующего звена методом ЛАЧХ Построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики (ЛАЧХ) последовательного корректирующего звена проводим в такой последовательности. 1. Строим ЛАЧХ заданной (нескорректированной) системы. 2. Строим желаемая ЛАЧХ по заданным показателям качества переходного процесса. 3. Строим ЛАЧХ последовательного корректирующего звена путем графического вычитания ЛАЧХ заданной системы из желаемой ЛАЧХ. 4. По виду ЛАЧХ корректирующего звена определяем его передаточную функцию (непрерывная). 6.1.
Для max =30% определяем tрс/=3.2, ... Частота 5 , ограничивающая область средних частот желаемой... Через точку A2 проводим прямую линию с наклоном -20 дБ/дек. От точки В вправо проводим прямую линию с наклоном -40 дБ/дек, а влево... ; ; ; .
ЛАЧХ последовательного непрерывного корректирующего звена строим путем... . 20lgКкор=L3=73.15 7. Моделирование следящей системы с последовательным непрерывным корректи... .
Для получения дискретной передаточной функции звена по его непрерывной... 9. Как уже было сказано ранее, чем меньше Т0 , тем более дискретная систе... Определение дискретной передаточной функции корректирующего звена. .
Моделирование цифровой следящей системы. В пакете MATLAB-simulink дискретное звено, также как и непрерывные зве... . После того как дискретная передаточная функция определена, можно прист...
где U(Z) - Z-изображение выходной величины цифрового коррек- тирующего... . 11. Получение рекуррентного уравнения цифрового корректирующего звена. Gn-1U[k-1])/Gn Полученное уравнение является рекуррентным уравнением, ...
Разработка принципиальной схемы цифровой следящей системы На принципиальной схеме должны быть изображены сельсин-датчик и сельсин-трансформатор, фазовый детектор, АЦП, цифровой вычислитель, ЦАП, электронный усилитель мощности, ЭМУ, двигатель, редуктор.
Проводить расчет электронных схем и изображать их развернутые принципиальные схемы не требуется.
Список литературы 1. «Проектирование цифровой следящей системы». Методические указания к курсовой работе по курсу «Теория автоматического управления» для студентов специальности 7.09401 «Системы управления и автоматика» / Сост. С.А.Бобриков, С.Т.Тихончук, А.А.Кузнецов Одесса: ОПУ, 1999. 21 с. 2. Конспект лекций по курсу «Теория автоматического управления». Приложение 2 Схема электрическая функциональная Схема электрическая структурная Приложение 3 Схема электрическая принципиальная.