Лабораторная работа САР Соотношения скоростей двигателей. Лабораторная_1. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине математические основы теории систем вариант зи12
 Скачать 42.1 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ ФГБОУ ВО Тульский государственный университет КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Принцип действия исследуемой САУ Отчет по лабораторной работе №1 по дисциплине МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ ВАРИАНТ ЗИ-12 Выполнил: ст. гр. 220411 Крючков Н.А. Проверил: доцент каф. ИБ Копылов А.В. Тула, 2021 г. Цель работы Изучение принципа действия и функционального назначения отдель-ных элементов системы автоматического регулирования соотношения скоро-стей двигателей. Задание на работу Изучить назначение САР соотношение скоростей с указанием регулируемой величины, сигнала задания, основных возмущающих воздействий, сигнала рассогласования; Определить функциональное назначение отдельных элементов САУ с указанием их технической сущности (двигатель, усилитель, мост сопротивлений, нагревательная печь и т.д.) и роли, выполняемой этими элементами в САУ (задатчик, усилитель, исполнительное устройство, объект управления, датчик, корректирующее устройство и т.д.); Описать принцип действия САУ и анализ состояния равновесия САУ с мотивированным заключением; является ли данная САУ статической или астатической. На рисунке 1 представлена структурная схема системы автоматическо-го регулирования соотношения скоростей двигателей.  Рисунок 1 - Структурная схема САР соотношения скоростей двигателей Теоретические сведения Система автоматического управления (САУ) – комплекс устройств, предназначенный для автоматического изменения одной или нескольких координат объекта управления для поддержания желаемого режима работы. Системы, в которых установившееся значение управляемой величины постоянно и не зависит от величины нагрузки (или возмущения), называются астатическими. Система, в которой регулируемая величина в установившемся режиме зависит от величины нагрузки (или возмущения), называется статической. Объект, в котором осуществляется управление или регулирование, называется управляемым или регулируемым объектом. Величины, которые характеризуют процесс, протекающий в управляемом объекте, и которые необходимо поддерживать постоянными или изменять по заданному закону, называются управляемыми или регулируемыми величинами. Объект управления. Физическая природа объектов управления и управляемых величин может быть различной. Изменение режима работы объекта осуществляет управляющий орган, представляющий собой часть ОУ. Для осуществления автоматического управления необходимо хорошо знать свойства объекта управления и его возможности. Изучение конструкций объектов, их свойств, а также математического описания объектов относятся к специальным дисциплинам соответствующих отраслей знания. Измерительное устройство. Его назначение состоит в измерении действительного значения управляемой величины. В зависимости от природы ОУ измерительные устройства могут быть весьма разнообразными. Задающее устройство. Оно предназначено для установления необходимого значения управляемой величины. Это значение, в частности, может задаваться вручную. Величины на выходах задающего и измерительного устройств должны иметь одинаковую физическую природу. Сравнивающее устройство. Оно сопоставляет значение управляемой величины с ее заданным значением и выявляет отклонение процесса от требуемого хода. Обычно сравнивающее устройство осуществляет операцию вычитания. При этом его выходная величина (сигнал ошибки) пропорциональна отклонению управляемой величины от заданного значения. Усилительное устройство. Оно предназначено для усиления мощности сигнала ошибки. В простейших САУ это устройство может отсутствовать. Исполнительное устройство. Назначением исполнительного устройства является выработка воздействия, прикладываемого к регулирующему органу объекта управления. Корректирующее устройство. Оно применяется для изменения свойств САУ в желаемом направлении. Корректирующие устройства могут образовывать внутренние обратные связи. Эти устройства позволяют улучшить характеристики САУ. Ход работы Назначение САР. Описание отдельных элементов САР. Назначение САР: регулирование соотношения скоростей двигателей. Регулируемой величиной в данной САР является частота вращения первого двигателя (Д1). Сигналом задания является напряжение (Uз) на усилителе. Основные возмущающие воздействия - напряжение возбуждения двигателей UВД1 и UВД2, напряжение возбуждения тахогенераторов UВТ1 и UВТ2, напряжение питания двигателя UДВ2 и момент сопротивления нагрузки на валу двигателя MC1. Сигнал рассогласования – разность напряжений Uтг1 и Uтг2. Функциональное назначение отдельных элементов САР. В системе объектом управления является двигатель Д1, управляемой величиной – скорость вращения этого двигателя Ωд1[рад./с.], а управляющим воздействием является напряжение Uз[B], подаваемое на клеммы усилителя У. Двигатели Д1, Д2 - в данной системе являются объектом управления. Изменение напряжения усилителем заставляет двигатель вращаться быстрее или медленнее. Тахогенераторы ТГ1, ТГ2 - в данной системе являются измерительным устройством. От скорости вращения двигателей пропорционально зависит напряжения, которое создают тахогенераторы. Усилитель (2) - в данной системе является сравнивающим устройством и исполнительным устройством. Он изменяет напряжение, подаваемое на двигатель. Задающее устройство в данной системе – это напряжение питания усилителя Uз[B]. Делитель напряжения R1[Ом] и R2[Ом] - сравнивающее устройство в данной системе. Возмущающие воздействия, связывающие систему с внешней средой. К таковым относятся: напряжение возбуждения двигателей UВД1[B] и UВД2[B], напряжение возбуждения тахогенераторов UВТ1[B] и UВТ2[B], напряжение питания двигателя UДВ2[B] и момент сопротивления нагрузки на валу двигателя MC1[Н ‧ м]. Описание принципа функционирования системы Принцип функционирования системы автоматического регулирования соотношения скоростей вращения двигателей состоит в том, чтобы поддерживать число  д1 двигателя Д1 в заданных пределах при изменении нагрузки. Нагрузкой двигателя является момент сопротивления на его валу МС1. Для измерения скорости вращения двигателя Д1 применяется тахогенератор ТГ1, создающий напряжение UТГ1, и, пропорциональное числу оборотов. Скорость вращения двигателя Д2 измеряется тахогенератором ТГ2, создающем напряжение UТГ2, и, пропорциональное числу оборотов. Напряжение Uз, определяет максимальное напряжение UУ на выходе усилителя. При неравенстве напряжений UTГ1 и UТГ2 появляется напряжение U на входе электронного усилителя У. В результате число оборотов двигателя Д1 изменяется так, чтобы рассогласование U уменьшилось.Таким образом, в данной САР, скорость вращения двигателя Д1 д1 в установившемся режиме зависит от величины нагрузки МС1, таким образом САР соотношения скоростей вращения двигателей является статической системойВывод Научились работать со схемами САУ и определять ее тип, а также изучили принцип ее действия. Изучили такие понятия как регулируемая величина, сигнал задания, возмущающее воздействие и др. Научились описывать принцип действия и работы САР. Список использованных источников МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению лабораторных работ по дисциплине (модулю) «Математические основы теории систем». 2. Сайт: https://studbooks.net/1610800 |