рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Моделирование электропривода» На тему: «Моделирование и исследование систем подчиненного управления»

КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Моделирование электропривода» На тему: «Моделирование и исследование систем подчиненного управления» - раздел Менеджмент, Министерство Образования И Науки Рф Гоувпо «Воронежский Государствен...

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ГОУВПО «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛТЕТ АВТОМАТИКИ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИКИ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОПРИВОДА И АВТОМАТИКИ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Моделирование электропривода»

На тему: «Моделирование и исследование систем подчиненного управления»

 

Вариант

 

 

ВОРОНЕЖ 2012

СОДЕРЖАНИЕ

1. Техническое задание 3

2. Исходные данные 4

Введение 4

3. Выбор электродвигателя 8

4. Трехмассовая упругая система 9

5. Приведение к двухмассовой системе 9

6.Математическая модель электромеханической системы подчинённого управления с упругой механической связью 10

7 Анализ статического и динамического режима работы электромеханической системы электропривода

7.1 Расчетные параметры тиристорного преобразователя 14

7.2 Расчет коэффициентов передачи датчиков обратной связи 14

8 Стандартные настройки одномассовой системы.

Расчет динамических характеристик системы электропривода, настроенной на технический оптимум

8.1 Контур тока якоря 15

8.2. Настройка контура скорости на симметричный оптимум 17

8.3 Моделирование одномассовой системы со стандарными настройками 18

9 Двухмассовая система

9.1. Моделирование двухмассовой системы со стандартными

настройками 22

9.2. Настройкаэлектромеханической системы с учётом упругости. Настройкадвухмассовой системы без применения корректирующих устройств. 27

9.3 Настройка двухмассовой системы с корректирующими устройствами 31

Обратная связь по производной от скорости исполнительного вала 32

Обратная связь по второй производной от скорости исполнительного вала или по разности скоростей 33

Обратная связь по производной от скорости двигателя 34

10. Исследование влияния нелинейности на работу двухмассовой системы 35

11. Заключение 43

11.Список используемой литературы 44


Техническое задание.

 

1. По данным таблицы 1 выполнить выбор электродвигателя.

2. По полученным параметрам двигателя и таблицы 1 привести трехмассовую систему к двухмассовой, руководствуясь формулами в п. 2 или технической литературе [1,3,4].

3. Сформировать математическую модель отдельных составляющих ЭП с учетом возможных нелинейных характеристик элементов.

4. Реализовать стандартные настройки для двухконтурной системы подчиненного управления ЭП. Построить в MATLAB линейные одномассовые модели в абсолютных и нормированных единицах для спроектированной системы ЭП и исследовать переходные процессы (ПП).

5. Реализовать стандартные настройки для двухконтурной системы подчиненного управления ЭП. Построить в MATLAB линейные двухмассовые модели в абсолютных и нормированных единицах при стандартной настройке регуляторов и исследовать ПП.

6. По таблице 2 реализовать оптимальные настройки регуляторов с учетом упругости, проверить ПП. Проанализировать и сделать вывоы.

7. Реализовать в MATLAB модель двухмассовой системы с учетом нелинейностей, проверить ПП. Проанализировать и сделать выводы.

Таблица 1. Исходные данные.

Вариант № Параметры
J2, кг*м2 J3, кг*м2 C12, H*м C23, H*м MC, H*м εmax, с-1 ω, с-1
               

-----

               

 

Исходные данные.

J2, J3 – моменты инерции второй и третей масс, кг*м2; C12, C23 – упругость между первой и второй и между второй и третьей массами… Mc – статический момент нагрузки, Н;

Введение

Способ получения энергии, необходимой для выполнения механической работы в производственных процессах, на всех этапах истории человеческого общества оказывал на развитие производственных сил решающее влияние. Создания новых, более совершенных двигателей, переход к новым видам приводов рабочих машин являлись крупными историческими вехами на пути развития машинного производства. Замена двигателей, реализующих энергию падающей воды, паровой машиной, послужила мощным толчком к развитию производства в прошлом веке – веке пара. Наш ХХ в. получил названия века электричества в первую очередь потому, что основным источником механической энергии стал более совершенный электрический двигатель и основным видом привода рабочих машин является электрический привод.

Индивидуальный автоматизированный электропривод (индивидуальным электроприводом называют электропривод, при котором исполнительный механизм машины приводится в движение отдельным электрическим двигателем или несколькими двигателями) в настоящее время получил широкое применение во всех сферах жизни и деятельности общества – от сферы промышленного производства до сферы быта. Широта применения определяется исключительно большой диапазон мощности электроприводов (от долей ватта до десятков тысяч киловатт) и значительное разнообразие их использования. Уникальные по производительности промышленные установки – прокатные станы в металлургической промышленности, шахтные подъемные машины и экскаваторы в горнодобывающей промышленности, мощные строительные и монтажные краны, протяжные высокоскоростные конвейерные установки, мощные металлорежущие станки и многие другие – оборудуются электрическими приводами, мощность которых составляет сотни и тысячи киловатт. Значительные резервы повышения производительности труда во всех отраслях народного хозяйства реализуются путем комплексной механизации и автоматизации технологических процессов.

Индивидуальный электропривод является основным исполнительным энергетическим элементом электромеханических систем комплексной механизации и автоматизации. Среди проблем, стоящих перед народным хозяйством страны, задачи комплексной механизации и автоматизации технологических процессов, повышения качества, надежности, экономичности и производительности машин занимают важное место.

Первой особенностью развития электропривода на данном этапе является расширение области применения регулировочного электропривода, главным образом, за счет количественного и качественного роста регулируемых электроприводов переменного тока. Достигнутые в последние годы успехи в совершенствовании тиристорных и транзисторных преобразователей частоты дают основание предполагать, что в ближайшей перспективе развитие регулируемых электроприводов переменного тока, использующие двигатели более простой конструкции и с меньшей металлоемкостью, приведет к интенсивному вытеснению управляемых электроприводов постоянного тока, которые на сегодняшний день имеют преимущественное применение.

Второй особенностью развития современного электропривода является интенсивное повышение технологических требований к динамическим и точностным показателям электропривода, расширение и усложнение его функции, связанных с управлением технологическими процессами, и соответствующее возрастание сложности систем управления электроприводами. Их развитие идет по пути создания систем с числового программного управления и расширения использование современной вычислительной техники, создаваемой непосредственно для целей управления на базе микропроцессоров. Необходимость применения аналоговых или микропроцессорных систем управления определяется конкретными технологическими требованиями к электроприводам. На данном этапе развития правильное определение задач, которые наиболее эффективно решаются с помощью микропроцессорного управления, весьма важно.

В качестве третьей особенности данного этапа развития следует указать стремление к унификации элементной базы электропривода, созданию унифицированных комплексных электроприводов путем использования современной микроэлектроники и блочно-модульного принципа. На этой основе уже созданы серии комплексных тиристорных электроприводов постоянного тока, обладающих показателями, удовлетворяющими требованиям широкого круга механизмов. Идет процесс дальнейшего развития и совершенствования таких электроприводов, причем на этих принципах создаются и системы частотного управления электроприводами переменного тока.

Выше уже была отмечена общая тенденция к упрощению кинематических цепей машин и механизмов обусловленная развитием регулируемого индивидуального электропривода. Одним из проявлений этой тенденции является стремление в машиностроении к использованию безредукторного электропривода. Несмотря на повышенные массу и габариты двигателя, применение безредукторных электроприводов по сравнению с редукторными оправдывается их большей надежностью и быстродействием. Интересной реализацией рассмотренной тенденции является развитие электроприводов с линейными двигателями, которые позволяют исключить не только редуктор, но и устройства, преобразующие вращательное движение роторов двигателей в поступательное движение рабочих органов машин. Электропривод с линейным двигателем является органической частью общей конструкции машины, предельно упрощает кинематику и создает максимальные удобства для оптимального конструирования машин с поступательным движением рабочих органов.

Электрический привод является крупнейшим потребителем электрической энергии: из всего огромного объема электроэнергии, вырабатываемой в нашей стране, более половины преобразуется в механическую энергию, необходимую для работы машин и механизмов во всех отраслях народного хозяйства и в быту.

В связи с этим энергетические показатели как уникальных, так и массовых электроприводов малой и средней мощности имеют важнейшее народнохозяйственное значение и в решении экономических проблем, стоящих перед нашей страной, вопрос рационального, экономичного расходования электроэнергии требует большого внимания. Соответственно в развитии электропривода особенно острой является проблема рационального с точки зрения энергопотребления проектирования электроприводов. Эта проблема требует разработки мероприятий, направленных на повышение коэффициента полезного действия электроприводов, с одной стороны, и на организацию управления работой машин, исключающую или минимизирующую непроизводительное потребления электроэнергии их электроприводами – с другой.

 

 

Выбор электродвигателя.

(3.1) где kз = 1,2…1,6 – коэффициент, учитывающий требования к динамическим… Выбираем двигатель 4ПФ132М [2].

Трехмассовая упругая система.

  Рис. 1. Структурная схема трехмассовой упругой системы. Трёхмассовая система позволяет достаточно подробно проследить как динамические так и статические особенности работы ЭП…

Анализ статического и динамического режима работы электромеханической системы электропривода

Расчетные параметры тиристорного преобразователя

Коэффициент усиления силового преобразователя: Ктп = , Ктп = = 28.6;

Расчет коэффициентов передачи датчиков обратной связи

Коэффициент передачи датчика тока:

Кост = ,

Кост = = 0,067 В / A.

Коэффициент передачи датчика скорости:

Косс = ,

Косс = = 0,021 Вc / рад

 

Стандартные настройки одномассовой системы.

Расчет динамических характеристик системы электропривода, настроенной на технический оптимум

Контур тока якоря

  Рис.6 Структурная схема контура тока

Настройка контура скорости на симметричный оптимум.

(8.8) где - малая постоянная времени контура скорости; - постоянная времени тахогенератора;

Моделирование одномассовой системы со стандарными настройками.

На рис.12 Приведены графики переходных процессов в системе по току и скорости. Из них видно, что величина перерегулировния требуемого параметра-…  

Двухмассовая система

Моделирование двухмассовой системы со стандартными настройками.

При этом, учтём следущие коэффициенты: ; ;  

Настройка двухмассовой системы с корректирующими устройствами

– в двухмассовой системе существует практическая возможность введения корректирующих связей по току якоря, скорости двигателя и скорости… – учитывая практические трудности многократного дифференцирования выходных… – будем считать, что дополнительные обратные связи вводятся на вход регулятора скорости, что позволяет сохранить…

Обратная связь по производной от скорости исполнительного вала

; (9.16) . ( 9 .17) При статическая ошибка в системе с П-регулятором оказывается соизмеримой с динамическим отклонением скорости, что…

Обратная связь по второй производной от скорости исполнительного вала или по разности скоростей

, (9.18) . (9.19) Длительность переходного процесса при рассматриваемой настройке в (γ0/γ)1/2 раз больше, чем при введении…

Обратная связь по производной от скорости двигателя

Если стремиться к переходному процессу, соответствующему γ0, надо выбрать ; . (9.21) Выигрыш от введения обратной связи по производной от скорости двигателя тем больше, чем выше значение γ по…

Исследование влияния нелинейности на работу двухмассовой системы.

1) Нелинейность типа люфт (выборка зазора) Блок люфта Backlash Назначение:

Заключение

 

В данной курсовой работе был спроектирован ЭП подчинённого регулирования, соответствующий условию таблицы задания №1, настроенный на модальный(контур тока) и симметричный оптимум (контур скорости). Выбор настройки на симметричный оптимум сделан по причине необходимости снижения пусковых токов до величин не превышающих 4-6 номиналов.

Были рассмотренны одномассовая и двухмассовая схемы, выявленны по средствам представления графиков переходных процессов основные динамические и статические характеристики каждой из них. Для случая двухмассовой системы был рассмотрен учёт упругости и натройка системы с упругими взаимодействиями.

Исследована возможность применения дополнительных корректирующих звеньев в двухмассовой системе с упругости. Доказана малая эффективность использования дополнительных корректирующих звеньев, ввиду нахождения смоделированной системы на уровне предельного быстродействия и качества динамических и статических характеристик.

Получено представление о нелинейностях в системе подчинённого регулирования ЭП на основе ДПТ НВ. Были рассмотренны нелинейности в виде моделей вязкого и сухого трения, люфта. Предложены меры компенсации вышеназванных нелинейностей и проведена корректировка для случая нелинейности вязкого и сухого трения.

Список используемой литературы.

1. Фролов Ю.М., Бурковский В.Л. Математическое моделирование в автоматизированном проектировании электроприводов: Учеб. пособие, Воронеж: ВГТУ, 2000. 143 с.

2. Копылов И.П. Справочник по электрическим машинам в двух томах; том 1.; Москва: Энергоатомиздат, 1988, 454 с.

3. Фролов Ю.М. Конспект лекций по дисциплине "Моделирование в электроприводе" для студентов специальности 180400 "Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов" В 2 ч. Воронеж: ВГТУ, 2000.

4. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат. 1985. 560 с.

5. Борцов Ю.А., Cоколовский Г.Г. Тиристорные системы электропривода с упругими связями.–Л.: Энергия, Ленингр.отд-ние, 1979.– 160 с., ил.

 

– Конец работы –

Используемые теги: Курсовая, работа, дисциплине, моделирование, Электро, Вода, тему, моделирование, исследование, систем, чиненного, управления0.142

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Моделирование электропривода» На тему: «Моделирование и исследование систем подчиненного управления»

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Курсовая работа по дисциплине «Основы менеджмента» на тему: «Роль управления в системе управления предприятием на примере салона красоты «Бабочка»
Филиал ГОУ ВПО Костромской государственный университет им Н А Некрасова в г Кировске Мурманской области... Кафедра Менеджмента... Специальность Менеджмент организации...

Курсовая работа на тему: «Исследование и анализ процессов реструктуризации бизнес системы на основе комплексного моделирования»
На сайте allrefs.net читайте: "Курсовая работа на тему: «Исследование и анализ процессов реструктуризации бизнес системы на основе комплексного моделирования»"

ПЦК Экономических дисциплин Дисциплина Экономика отрасли Курсовая работа на тему: Технико-экономическое обоснование деятельности предприятия Студентки гр
Московский технико экономический колледж... ПЦК Экономических дисциплин Дисциплина Экономика отрасли...

Исследование системы управления скоростью электропривода с упругим звеном в передаточном механизме
Зададимся: . Решая данную систему с помощью комплекса MATCAD 2001 находим коэффициенты обратных связей по переменным состояния: Определим :…

Лекция 1. Тема: Операционная система. Определение. Уровни операционной системы. Функции операционных систем. 1. Понятие операционной системы
Понятие операционной системы... Причиной появления операционных систем была необходимость создания удобных в... Операционная система ОС это программное обеспечение которое реализует связь между прикладными программами и...

Управление, его цель и задачи функции. Организация управления. Система управления в составе системы производства
Информационная система ИС это организационно упорядоченная взаимосвязанная совокупность средств и методов ИТ а также используемых для хранения... Российский ГОСТ РВ определяет информационную систему как... Основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной...

КУРСОВАЯ РАБОТА На тему: Система налогообложения предприятий на примере ООО Визит Дисциплина: Финансы предприятий
ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ... ЗАПОРОЖСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... ЭКОНОМИКО ГУМАНИТАРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ В Г МЕЛИТОПОЛЕ...

Дисциплина Операционные системы на тему: СКРИПТЫ, ПЛАНИРОВЩИКИ - изучение работы скриптов и приобретение навыков работы с ними
Кафедра компьютерных технологий... ОТЧЕТ по лабораторной работе...

Система управления тиристорного электропривода продольно-строгального станка
Введение B современном промышленном и сельскохозяйственном производстве, на транспорте, в строительстве и коммунальном хозяйстве, в быту применяются… C помощью этих ра-бочих машин и механизмов осуществляется добыча полезных… Так, добыча полезных ископаемых ведется c по-мощью экскаваторов, буровых установок и угольных комбайнов, детали и…

0.042
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам