Курсовая работа - Адаптивный контур
Подождите немного. Документ загружается.
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Передаточные функции для элементов схемы
1. Корректирующее устройство
Для некорректированной системы : W
КУ
(p) = 1
2. ПЭ, с точки зрения динамики процесса является апериодическим звеном
второго порядка. Его передаточная функция:
)1)(1(
)(
21
pTpT
K
pW
ТП
ТП
, где значение постоянных времени T
1
и T
2
дано в исходных данных, а значение коэффициента передачи найдем из
условия номинального значения напряжения якоря двигателя.
11
10
110
10
В
В
В
U
K
номД
пэ
;
1256,00156,0
11
)11,0)(1156,0(
11
)(
2
pp
pp
pW
ПЭ
.
3. Двигатель.
Структурная схема двигателя:
W
(p)=C
М
Ф;
100
60
95014,32
60
2
н
н
n
(рад/с)
37
110745,0
3000
н
н
н
U
P
I
(А)
30
100
3000
н
н
н
P
M
(Н*м)
81,0
37
30
н
н
М
I
M
ФC
(Н*м/А).
Значения величин n
Н
,P
Н
,U
Н
, таблицы для двигателя двигателя
5.4
1
1
)(
pT
R
pW
Э
Я
;
11
Jp
1
pRL
R
)/(1
/1
ФC
Е
)p(U )p(I
M
c
M
c
M)p(M
)p(E
)p(
)p(
)p(E)p(U
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Значения величин R
Я
, L
Я
берем из технических данных
двигателя.
ÔC
RIU
E
ßÄ
1
100
22,037110
н
ЯДнн
Е
RIU
ФC
(В*с/рад).
Передаточная функция для двигателя примет следующий вид:
åÌ
Ì
Ä
Ñ
Jp
Ñ
pRL
R
Jp
Ñ
pRL
R
pWpW
pW
pW
1
)/(1
/1
1
1
)/(1
/1
)()(1
)(
)(
ÎÑÏ
Ï
1024,0003,0
1
2
pp
4. Передаточное устройство
Зная номинальные значения частоты вращения вала двигателя и подачи на
зуб фрезерного станка, запишем передаточную функцию
радзуб
смм
срад
зубмм
S
KpW
номдв
номz
ПУПУ
4
10*5
/
4.99
/05,0
)(
.
5.Датчик обратной связи. Является апериодическим звеном первого
порядка с постоянной времени (
ДУ
T
=0 , U
OC
=5B по исходным данным) ,
тогда
мкм
В
мкм
ВВ
KpW
номx
ДУДУ
4.0
28.12
55
)(
.
6 Усилитель (УС)
Из условия на точность
ðç
*001,0
системы найдем коэффициент
Усилительного устройства:
12
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
ДУПРПУДПЭУСКУРС
KKKKKKKK
,
РС
K1
р
з
,
001,01*001,0
РС
K
;
К
РС
=999;
1957
4,02321051111
999
4
ДУ ПР ПУ Д ПЭ КУ
РС
УС
KKKKKK
K
K
Анализ устойчивости нескорректированной САР
Построим ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы.
)()()()()()()( рWрWрWрWрWрWрW
ДУПРПУДПЭУСРС
)1024,0003,0)(11,0)(1156,0(
999
0005,02324,0
10035,0025,0
1
)11,0)(1156,0(
11
1957)(
2
2
рррр
рр
рp
рW
РС
13
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Построение Графиков ЛЧХ
Рис 2
Определение параметров корректирующего устройства
14
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
W
ку
(p)=0.09p+1/200p+1
Построили ЛАХ и ЛФХ (рис 2)скорректированной САР.
Разработанная САР имеет хорошие запасы устойчивости. Запас устойчивости
по фазе составляет 45, по амплитуде 4дб .
Структурная схема
15
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Переходный процесс с учетом возмущения системы выглядит
следующим образом:
16
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Обоснование необходимости адаптивного управления
Данная схема обеспечивает лишь устойчивость системы при отсутствии
параметрических возмущений или при их весьма маленьком воздействии. На
практике с течением времени могут меняться параметры объекта управления.
Данная система не может обеспечить требуемое качество переходного
процесса при значительных возмущениях, поэтому необходимо
синтезировать систему управления, способную компенсировать действие
параметрических возмущений.
Коэффициент передачи процесса резания за один проход может
изменяться более чем в 100 раз
Например, при изменении коэффициента передачи процесса резания в
1000 раз переходный процесс обычной САР будет выглядеть так, как
показано на рисунке. Видно, что система не может справиться с такими
возмущениями.
Переходный процесс системы без адаптивного контура, при действии возмущения,
увеличивающего коэффициент процесса резания в 1000раз
Для обеспечения требуемых свойств системы необходимо
синтезировать структуру АдСУ, инвариантную к изменению коэффициента
передачи объекта управления.
17
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Выбор класса адаптивной системы управления
По типу контура адаптации выбираем замкнутую систему. По способу
адаптации различаются адаптивная система управления с прямой и непрямой
адаптацией. Так как математическая модель процесса точения известна, то
адаптивная система управления должна приблизить движение реальной
системы управления к движению «эталонной модели», т.е. выбираем
адаптивная система управления с прямой адаптацией.
Разработка структурной схемы АдСУ
Для того, чтобы исключить влияние изменения коэффициента резания
при действии возмущенийна погрешность обработки, необходимо построить
систему, которая бы отслеживала изменение этого коэффициента и вводила в
основной контур корректирующий сигнал, обратно пропорциональный
коэффициенту передачи процесса резания. При этом управляющее
воздействие привода подачи изменится, значит изменится и скорость
вращения двигателя, а следовательно и подача, причем ее изменение будет
пропорционально изменению коэффициента резания.
18
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
Выбор метода и алгоритма адаптивного управления
По характеру настройки устройства управления основного контура
выбираем самый простой тип адаптивной системы управления –
самонастраивающаяся:
19
Лист
Изм. Лист N° докум. Подпись Дата
20