Введение…………………………………………………………………………….. 4
1 Описание системы терморегулирования………………………………………... 5
2 Расчет элементов электрической схемы регулятора…………………………… 7
2.1 Расчёт параметров цепи, компенсирующих температуру холодного спая термопары…………………………………………………………………………...
7
2.2 Расчёт параметров цепи настройки системы на нуль………………………... 7
2.3 Расчёт параметров операционного усилителя У1……………………………. 8
2.4 Расчет параметров цепи, задающей напряжение…………………………….. 8
2.5 Расчёт параметров сравнивающего усилителя У2…………………………… 9
2.6 Расчет параметров сумматора У3……………………………………………... 9
3 Математическая модель системы терморегулирования……………………….. 10
3.1 Функциональная схема………………………………………………………… 10
3.2 Описание функциональных элементов передаточными функциями……….. 10
3.2.1 Электрическая печь…………………………………………………………... 10
3.2.2 Тиристорный регулятор мощности………………………………………….. 12
3.2.3 Термопара……………………………………………………………………... 12
3.2.4 Измерительный электронный усилитель У1……………………………….. 13
3.2.5 Пропорциональный – интегральный регулятор……………………………. 14
3.2.5.1 Интегральный канал регулятора…………………………………………... 14
3.2.5.2 Пропорциональный канал регулятора…………………………………….. 15
3.2.5.3 Передаточная функция пропорционального – интегрального регулятора…………………………………………………………………………...
16
3.3 Структурная схема и передаточная функция системы………………………. 16
4 Расчет настроек пропорционально-интегрального регулятора……………….. 18
4.1 Построение логарифмических частотных характеристик…………………… 18
4.2 Определение настроек регулятора…………………………………………….. 20
4.3 Передаточная функция системы терморегулирования с настроенным регулятором…………………………………………………………………………. 24
5 Исследование устойчивости системы терморегулирования…………………... 26
5.1 Оценка устойчивости при помощи алгебраического критерия устойчивости Гурвица……………………………………………………………… 26
5.2 Построение области устойчивости системы методом D-разбиения………... 26
6 Анализ качества системы………………………………………………………... 29
6.1 Анализ качества системы по логарифмическим частотным характеристикам…………………………………………………………………….
29
6.2 Анализ качества переходного процесса………………………………………. 29
6.3 Оценка вынужденной ошибки системы………………………………………. 34
7 Повышение быстродействия системы терморегулирования………………….. 35
7.1 Синтез последовательного корректирующего звена………………………… 35
7.2 Реализация корректирующего звена…………………………………………... 36
7.3 Проверка и оценка результатов коррекции…………………………………… 38
Заключение………………………………………………………………………….. 42
Библиографический список………………………………………………………... 43
ПЗ_Титлист анотация.doc
Купить

Аннотация

В данной курсовой работе исследована система терморегулирования с использованием методов анализа и синтеза обыкновенных линейных систем автоматического управления. В ходе выполнения работы была построена математическая модель системы в виде передаточной функции замкнутой системы и логарифмических частотных характеристик. Также система исследована на устойчивость с использованием алгебраического и частотного критериев устойчивости, исследовано влияние на устойчивость системы заданных параметров путём построения её области устойчивости в плоскости этих параметров. Был построен график переходного процесса с помощью численного метода, на основе которого и логарифмических частотных характеристик оценено качество системы. Также решена задача синтеза последовательного корректирующего звена с целью повышения быстродействия системы в 1,5 раза.
Рассчётно - пояснительная записка содержит: 43 стр., 15 рис., 11 табл., 4 библ.
Введение

Существует чрезвычайно разнообразное количество автоматических систем, которые управляют самыми различными процессами во всех областях промышленности. Основной задачей при проектировании таких систем является выбор структуры системы и параметров ее элементов таким образом, чтобы система была устойчивой и обеспечивала бы требуемое качество работы.
Объектом исследования в данной курсовой работе является система терморегулирования, которая служит для поддержания заданной температуры в печи постоянной. Целью данной работы является анализ и синтез системы. При анализе необходимо исследовать систему на устойчивость с помощью алгебраического критерия устойчивости Гурвица и метода D-разбиения и на качество переходного процесса. В результате, система не только должна быть устойчивой, но и обладать требуемыми характеристиками переходного процесса. В системе должен быть плавный апериодический процесс. Так как параметры объекта управления (печи) заданы, то добиться этого можно только изменением структуры и параметров регулятора. Для повышения быстродействия системы в 1,5 раза применяется структурный синтез последовательного корректирующего звена.
Исходные данные приведены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1

Номинальная температура печи Тп, град Номинальное напряжение питания Uн(t), В Время разогрева печи до номинальной температуры tp, час Рабочая температура Tраб, град Изменение температуры на 10В изменения напряжения питания ∆U, град Тип термопары
658 220 5,12 540 32,4 ТХК 9312

Таблица 2

Тип термопары Диапазон измеряемых температур,
Градуировочная характеристика
Показатель тепловой инерционности , с

ТХК 9312 -40…+600 XK(L) 50




Купить