Войти на сайт

или
Регистрация

Навигация


Модернизация электронного термометра

8203
знака
1
таблица
5
изображений

Содержание

 

Задание на выполнение курсовой работы

Теоретические основы методов расчета корректирующих цепей САУ и исследование их устойчивости

Расчет курсовой работы

Модернизация электронного термометра с использованием корректирующей цепи последовательного типа

Исследование устойчивости типовых звеньев САУ

Исследование области устойчивости САУ

Список использованной литературы

 


1.  Задание на выполнение курсовой работы

 

Объектом исследования на первом этапе является электронный термометр для систем автоматического контроля и управления (Рис 1)

Рис.1. Схема электронного термометра

ТД - датчик температуры;

K0 - инвертирующий операционный усилитель.

Исходные данные электронного термометра:

Wтдтд/(tтдр+1); Ктд=0,2; tтд=1с; Rтд=100 Ом.

Wк0=K0 = -R2/R1 = -50; Wэт= Wтд*Wко.

Задание на выполнение работы

Изменить быстродействие электронного термометра, сохраняя тип (параметры) ТД, математическую форму Wэт (апериодическое звено) и величину Кэт = Ктд*К0 = - 10, при следующих исходных данных: t =1/XY, где X и Y — две последние цифры индивидуального шифра студента,

Для выполнения задания использовать корректирующие цепи двух типов - последовательную и антипараллельную. Рассчитать схемотехнические параметры корректирующих цепей и модернизированного электронного термометра в целом, Выбрать оптимальный вариант схемотехнической реализации соответствующей корректирующей цепи.

Исследовать устойчивость типовых звеньев САУ, охваченных положительной и отрицательной обратной связью (Табл. 1).

Таблица 1

W(р) Кр К/р К/(Тр+1)

К/(Т1р22р+1)

Wос

+1; - 1

Исследовать и обеспечить в случае необходимости области устойчивости САУ, заданной структурной схемой (Рис.2)

Рис.2. Структурная схема САУ

Т1=1/Х; T2=1/Y; К=X*Y, где

Х- последняя цифра шифра студента;

Y- предпоследняя цифра шифра студента.


2.  Теоретические основы методов расчета корректирующих цепей САУ и исследование их устойчивости

 

Корректирующие цепи вводятся для реализации определенных (заданных) свойств САУ — устойчивости, быстродействия, качества, математической формы передаточной функции и т.д. Например, исходную передаточную функцию САУ вида

W0(p) = K/ (T1p22р+1)

требуется преобразовать к виду

W(p) = K/(T3р+1)

Подобные задачи математически решаются на основе процедуры введения соответствующей корректирующей цепи Wк(р):

W(р) = W0(p)*Wк(р)

W(р)= [К/(Tlp2 + Т2р+1)]*[(T1p22р+1)/(Т3р+ 1) = К/(Т3р+1)

где: Wк(р) = [Т1р2 + Т2р +1|/(Т3р + 1)]

Практическое решение таких задач включает схемотехническую реализацию передаточной функции соответствующей корректирующей цепи.

Различают корректирующие цепи последовательного, параллельного и антипараллельного (с обратной связью) типов. Между ними существует взаимно однозначное соответствие, т.е. САУ с определенной передаточной функцией можно реализовать с помощью любого из перечисленных типов корректирующих цепей:

-  последовательная цепь

W(р) = Wо (р)* Wк1(р);

-  параллельная цепь

W(p) = Wо (р) + Wк2(р);

-  антипараллельная цепь

W(р) = Wо (р)/(1-Wк3(р)*W0(р)

При этом, естественно, математическая форма и схемотехническая реализация соответствующих корректирующих цепей Wк1(р), Wк2(р), Wк3(р) будут различными.

Необходимым условием реализации САУ является ее устойчивость. Исследование устойчивости является обязательной процедурой при реализации корректирующих цепей, т.к., во-первых, введение корректирующей цепи любого вида всегда изменяет область устойчивости САУ, во-вторых, часто корректирующие цепи вводятся с цепью изменения областей устойчивости САУ. Устойчивость является «внутренним» свойством САУ и не зависит от вида и характера входного воздействия. Алгебраические критерии устойчивости линейных САУ основаны на исследовании передаточной функции вида

W(р) = K(p)/D(p)

И соответствующего характеристического уравнения, представленного в нормализованной форме

D(p) = а0рn + а1рn-1 + ... +аn:= 0

Необходимыми условиями устойчивости являются строго положительные значения всех без исключения коэффициентов характеристического уравнения

ао>0;а1>0 … аn>0

Для САУ с характеристическими уравнениями первого и второго порядков необходимые условия являются и достаточными. Для САУ выше второго порядка остаточные условия устойчивости формируются на основе матрицы Рауса-Гурвица. Например, для САУ третьего порядка

аор3 + а1р22р + a3 = 0

Алгебраическая форма достаточных условий устойчивости может быть представлена в виде

1а20а3)>0

Совместный анализ необходимых и достаточных условий позволяет выделить области устойчивости САУ по соответствующим параметрам аi. При отсутствии областей устойчивости система является структурно неустойчивой. В этом случае для реализации условий устойчивости необходимо или изменить значения параметров САУ (если такие изменения не противоречат условиям задачи), или ввести соответствующую корректирующую цепь одним из рассмотренных выше способов. Конечным результатом такой коррекции должна стать система, обладающая определенной (заданной) областью устойчивости по соответствующим параметрам характеристического уравнения аi. Следует отметить, что в ряде случаев необходимо наоборот обеспечить определенную область неустойчивости САУ, например, для генераторов автоколебаний.

Целями настоящей работы являются проектирование и расчет математических и электрических параметров корректирующих цепей для заданной передаточной функции САУ, выбор оптимального варианта схемотехнической реализации соответствующей корректирующей цепи, исследование и обеспечение устойчивости типовых САУ с применением корректирующих цепей.



Информация о работе «Модернизация электронного термометра»
Раздел: Коммуникации и связь
Количество знаков с пробелами: 8203
Количество таблиц: 1
Количество изображений: 5

Похожие работы

Скачать
126526
12
5

... Такая система также, не позволяет проводить какие-либо исследования по использованию рабочего времени (например, проследить динамику потерь рабочего времени от болезней сотрудников или командировок). 3. Совершенствование работы службы управления персоналом Проведя анализ хозяйственной деятельности организации, проанализировав работу, проводимую с персоналом, нами выработан ряд предложений по ...

Скачать
123695
1
3

... ИД состоит в выполнении им, помимо основной функции, функции автоматического метрологического самоконтроля - контроля метрологической исправности. Для повышения эффективности проектирования интеллектуальных датчиков необходимо создание баз данных, касающихся: 1. физических и химических процессов в чувствительных элементах датчиков, порождающих рост опасных составляющих погрешности; 2. динамики ...

Скачать
154989
24
1

... систем отопления. Технологическая схема теплового пункта разработанная инженерами фирмы “Danfoss” приведена на рисунке 2.4. Настоящая схема теплового пункта обеспечивает потребителей тепловой энергией и снабжает горячей водой. Выбор технологического оборудования и средств автоматизации по данной схеме производится, из каталога оборудовании фирмы “Danfoss”. Узлы ввода тепловой сети, учета ...

Скачать
45407
6
6

... кассетных установок в данном цехе и интенсивный отвод паровоздушной смеси из бака сбора конденсата. 2. Автоматизация технологического процесса   Рис.1. Автоматизация камеры периодического действия для тепловой обработки железобетонных изделий: а — функциональная схема; 1 — гребенка; 2 — задвижка с ручным приводом: 3 — приточный затвор: 4 — эжектор; 5 — паропровод; 6 — вентиляционный затвор; ...

0 комментариев


Наверх