Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ковровская государственная технологическая академия имени В. А. Дегтярева»

Кафедра приборостроения

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Моделирование систем управления»

на тему: «Моделирование системы управления углом поворота инерционного объекта»

Исполнитель: Астафеева Анна Александровна

Руководитель: Баунин

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

1. Разработка математической модели системы управления

1.1 Математическая модель ЭВМ

.2 Математическая модель ЦАП

.3 Математическая модель усилителя мощности

.4 Математическая модель исполнительного двигателя

.5 Математическая модель механической передачи

.6 Математическая модель приборного редуктора

.7 Математическая модель тахогенератора

.8 Математическая модель согласующего усилителя

.9 Математическая модель АЦП

.10 Математическая модель ЦДУ

.11 Математическая модель системы управления

. Разработка МАШИННой модели системы управления

. Результаты математического моделирования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задание к курсовой работе

Исходные данные

Дана функциональная схема системы управления углом поворота нагрузки и алгоритм работы ЭВМ изображение на рис. 1 и рис. 2 соответственно.

Рис. 1. Функциональная схема системы управления

На рисунке 1 приняты следующие обозначения:

ЭВМ - электронно-вычислительная машина;

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;

УМ - усилитель мощности;

ИД - исполнительный двигатель;

ПР - приборный редуктор;

ТГ - тахогенератор;

СУ - согласующий усилитель;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

Р - редуктор;

ОУ - объект управления;

- цифровое представление сигнала заданного угла поворота, рад;

? - угол поворота объекта управления, рад;

- цифровое представление сигнала угла поворота ОУ, рад;

- цифровое представление скорости вращения ИД, рад;

- цифровое представление сигнала управления, рад.

Рис. 2. Алгоритм работы ЭВМ

На рисунке 2 приняты следующие обозначения:

- цифровое представление сигнала заданного угла поворота, рад;

? - угол поворота объекта управления, рад;

- цифровое представление сигнала угла поворота ОУ, рад;

- цифровое представление скорости вращения ИД, рад;

- цифровое представление сигнала управления, рад;

- уровень ограничения сигнала управления , В;

- период квантования в контуре регулирования положения, с;

- постоянная времени регулятора скорости ИД, с;

- коэффициент передачи регулятора скорости ИД;

Tc - период квантования в контуре регулирования скорости ИД, с.

Число разрядов ЦДУ n0=16.

Число разрядов ЦАП nцап=12, максимальное выходное напряжение ЦАП Uцап m=10 В.

Число разрядов АЦП nацп=12, максимальное входное напряжение АЦП Uацп m=10 В.

Уровень ограничения сигнала управления U*упр определяется по следующему выражению:

Uрм=Uцап m/Kцап,

где Uцап m - максимальное выходное напряжение ЦАП, В;

Kцап - крутизна ЦАП, В/рад.

Уровень ограничения выходного сигнала регулятора положения Unm определить по выражению:

Unm =,

где iпр - передаточное отношение приборного редуктора; ?ид ном - номинальная скорость вращения ИД, рад/с.

Период квантования в контуре регулирования положения Т0 = 0,05 с.

Ряд значений периода квантования в контуре регулирования скорости ИД Тс, с: 0,05; 0,025; 0,01; 0,005; 0,001; 0,0005.

Усилитель мощности:

Кум = 6 - коэффициент передачи усилителя мощности;

Uум m = 27 В - максимальное выходное напряжение усилителя мощности.

Исполнительный двигатель:

в качестве ИД используется электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов;

Uя ном = 27 В - номинальное напряжение якоря;

Iя ном = 6,4 А - номинальный ток якоря;

nном = 6000 об/мин - номинальная скорость вращения;

Мном ид = 0,147 Нм - номинальный вращающий момент двигателя;

Jд = 3.10-6 кг.м-6 - собственный момент инерции ротора исполнительного двигателя.

Редуктор:

i = 1800 - передаточное число редуктора;