Автоматизированные информационные управляющие системы

Скачать 95.71 Kb. Название Автоматизированные информационные управляющие системы Анкор Lab_1.docx Дата 01.12.2017 Размер 95.71 Kb. Формат файла Имя файла Lab_1.docx Тип Лабораторная работа #11569

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский Государственный Университет» (национальный исследовательский университет) Филиал в г. Миассе Факультет «Электротехнический» Кафедра «Автоматика» Лабораторная работа №1 по дисциплине «Автоматизированные информационные управляющие системы» Выполнил: студент группы ММД-520 Шестопалов С. Проверил: преподаватель Белугин В.Б. Миасс 2013 Цель работы: разработать АИУС с астатизмом 1 порядка, содержащую последовательно включенные датчик с коэффициентом передачи Kд, регулятор, выходной усилитель с коэффициентом передачи Kву, двигатель с передаточной функцией , где Rg = 100 Ом, объект управления с передаточной функцией , оператор с передаточной функцией . Двигатель управляется током. Ход работы: Исходные данные. № вар. Размерность датчика Kд Kву Размерность двигателя Tэ, с Tэм, с Tоу, с Tоп, с 13 В/м 0,04 5 мм/В 0,003 0,02 0,4 0,006 Требования ТЗ. C1, с σ, % tп, с Kэфф 0,006 30 0,4 120 Анализ порядка астатизма. Требуется разработать АИУС с астатизмом 1 порядка. Система имеет астатизм 0 порядка. Следовательно нужно ввести в регулятор идеальное интегрирующее звено с передаточной функцией . Проверка выполнения правила размерностей. . Правило размерностей не выполняется, следовательно необходимо дополнительно ввести блок с передаточной функцией 0,001 и размерностью . Расчет Kэфф. С помощью модели, приведенной на рисунке 1 рассчитаем изменение коэффициента усиления двигателя при уменьшении Rg на 10%. Рисунок 1. Для того чтобы снизить это изменение введем в обратную связь резистор R с сопротивлением 1 Ом и усилитель с коэффициентом усиления Kус (рис. 2). Выберем такой Кус, чтобы удовлетворить требования ТЗ к Kэфф. Рисунок 2. При Kус = 2300 получаем: Блок-схема системы управления: Расчет коэффициента усиления системы и коэффициента усиления регулятора. Минимальный коэффициент усиления разомкнутой системы Возьмем KΩ с запасом 10%, т.е. KΩ = 184 с-1. Тогда коэффициент усиления регулятора Исходная передаточная функция разомкнутой системы. Структурный и параметрический синтез регулятора (заполнение таблицы 1). Таблица 1. Вид регулятора Wр(p) σ, % tп, c C1, с Выводы Д - - - Система не устойчива, не удовлетворяет по качеству 2Д 6,16 0,12 0,004 Система устойчива, удовлетворяет по качеству И 42 15,3 0,0034 Система устойчива, не удовлетворяет по качеству ИД 9 2,05 0,0034 Система устойчива, не удовлетворяет по качеству И2Д 2 0,39 0,0034 Система устойчива, удовлетворяет по качеству 2И2Д 3 0,358 0,0034 Система устойчива, удовлетворяет по качеству Результат синтеза. Передаточная функция 2И2Д-регулятора. Расчет электрической схемы 2И2Д-регулятора. Для расчета воспользуемся таблицей из лабораторной работы «Разработка СхЭП регулятора». Таблица 1 И-регулятор Исходные данные Расчетные параметры     ф(10) ф(7) ф(8) Выбор Т4, с Т3, с Ди1 R31, Ом R41, Ом Cи1, Ф 1 0,4 2,5 300000 200000 0,000002 Т8, с Т7, с Ди2 R32, Ом R42, Ом Cи2, Ф 1 0,4 2,5 300000 200000 0,000002 Таблица 2 Д-регулятор Исходные данные Расчетные параметры     ф(9) ф(5) ф(6) Выбор Т2, с Т1, с Дд1 R11, Ом R21, Ом Cд1, Ф 0,4 0,00001 40000 399990 10 0,000001 Т6, с Т5, с Дд2 R12, Ом R22, Ом Cд2, Ф 0,02 0,00001 2000 19990 10 0,000001 Обратный пересчет параметров регулятора. Таблица 3 Параметры И-регулятора разрешённые Полученные постоянные времени       ф(3) ф(4) R31р, Ом R41р, Ом Cи1р, Ф Т4р, с Т3р, с 301000 200000 0,000002 0,996 0,4 R32р, Ом R42р, Ом Cи2р, Ф Т8р, с Т7р, с 301000 200000 0,000002 0,996 0,4 Параметры Д-регулятора разрешённые Полученные постоянные времени       ф(1) ф(2) R11р, Ом R21р, Ом Cд1р, Ф Т2р, с Т1р, с 402000 10 0,000001 0,40201 0,00001 R12р, Ом R22р, Ом Cд2р, Ф Т6р, с Т5р, с 19600 10 0,000001 0,0184 0,00001 Расчет дополнительного усилителя. Для обеспечения такого коэффициента усиления потребуется 4 дополнительных усилителя с коэффициентами усиления Пусть , тогда , , тогда Откорректированная передаточная функция 2И2Д-регулятора с учетом дополнительного усилителя. Подтверждение выполнения требований ТЗ (заполнение таблицы 2). Таблица 2. Параметры До подбора После подбора По ТЗ Т1, с 0,00001 0,00001 Т2, с 0,4 0,40201 Т3, с 0,4 0,4 Т4, с 1 0,996 Т5, с 0,00001 0,00001 Т6, с 0,02 0,0184 Т7, с 0,4 0,4 Т8, с 1 0,996 Ku, с-1 1,067*1010 1,073*1010 σ, % 3 3 30 tп, c 0,358 0,355 0,4 C1, с 0,0034 0,0034 0,006 Вывод: все требования ТЗ выполнены в полном объеме.