Учебное пособие: Теория автоматического управления
3. Содержание задания.
3.1. Рассчитать и
построить переходную характеристику системы DРэ = f(t) для a0
= 1.0 и a0 = 0.1 (холостой ход) при DРзад = 1.0, Кр
= Кр,расч. и различных значениях Кр и К’.
Выбрать значение Кр,расч
и К’расч., при которых переходный процесс имеет затухающий и, по
возможности, монотонный (без перерегулирования) характер.
3.2. Рассчитать и
построить КЧХ, АЧХ и ФЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные
свойства (при a0 = 1.0) и качество регулирования.
3.3. Определить
показатели качества регулирования по расположению нулей и полюсов передаточной
функции системы в комплексной плоскости.
3.4. Рассчитать и
построить область устойчивости системы в плоскости параметров Кр и
К’ при a0 = 1.0 и a0 = 0.1.
3.5. Определить запас
устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).
Задание 4
1. Провести исследование
системы автоматического регулирования частоты вращения турбоагрегата (без
промежуточного перегрева пара), работающего на выделенную (изолированную)
электрическую нагрузку.
2. Исходные данные.
2.1. Структурная схема
1-турбогенератор;
2 - звено, моделирующее
регулирующий эффект электрической нагрузки;
3 - паровая турбина;
4 - гидравлический
серводвигатель;
5 - регулятор частоты
вращения;
W - угловая частота вращения, (о.е.);
Р - потребляемая
электрическая мощность (нагрузки), (о.е.);
Рт - механическая
мощность на валу турбины, (о.е.);
DРн - изменение мощности,
обусловленное регулирующим эффектом нагрузки, (о.е.);
Н - степень открытия
регулирующего клапана турбины, (о.е.);
l - регулирующее воздействие на выходе
регулятора, (о.е.).
2.2. Передаточные функции
элементов структурной схемы
DW(p) 1 DРн(р)
W1(р)
=---------------- = ------- ; W2(р) =-------------- = К н ;
DPизб(р) TJP
DW(p)
DРт(p) 1 DН(р) 1
W3(р)
=------------- = --------------- ; W4(р) =--------------- =
--------------- ;
DН(р) Тп р + 1
Dl(p)
Тд р + 1
Dl(р)
W5(р) =
-------------- = Кр (1 + К`р) ,
DW(p)
где ТJ -
постоянная времени механической инерции, (с);
Кн -
коэффициент регулирующего эффекта нагрузки;
Тп -
постоянная времени паропровода, (с);
Кр, К’-
коэффициенты передачи.
2.3. Параметры элементов
структурной схемы
Параметры |
Варианты |
|
4.1 |
4.2 |
4.3 |
4.4 |
4.5 |
4.6 |
4.7 |
4.8 |
4.9 |
4.10 |
ТJ,с
|
15 |
15 |
12 |
10 |
15 |
15 |
10 |
12 |
10 |
10 |
Тп,с
|
5.0 |
5.0 |
4.0 |
6.0 |
4.0 |
7.0 |
5.0 |
6.0 |
4.0 |
5.0 |
Тд,с
|
0.5 |
0.4 |
0.6 |
0.4 |
0.4 |
0.5 |
0.5 |
0.6 |
0.4 |
0.6 |
Кн
|
1.5 |
1.0 |
1.2 |
1.0 |
1.2 |
1.0 |
1.2 |
1.5 |
1.0 |
0.8 |
3. Содержание задания.
3.1. Выбрать значение Кр,расч.,
при котором обеспечивается статизм регулирования Кс £ 0.04.
3.2. Рассчитать и
построить переходную характеристику системы DW=f(t) при DР = 1.0, Кр = Кр.расч. и различных значениях К’.
Выбрать значение К’расч.,
при котором переходный процесс имеет затухающий и, по возможности, монотонный
(без перерегулирования) характер.
3.3. Рассчитать и
построить КЧХ, АЧХ и ФЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные
свойства и качество регулирования.
3.4. Определить
показатели качества регулирования по расположению нулей и полюсов передаточной
функции системы в комплексной плоскости.
3.5. Рассчитать и
построить область устойчивости системы в плоскости параметров Кр,
К’.
Окончательно выбрать
значения Кр.расч. и К’расч.
3.6. Определить запас
устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).
Задание 5
1. Провести исследование
системы автоматического регулирования возбуждения синхронного генератора с
электромашинным возбудителем.
2. Исходные данные.
2.1. Структурная схема
1- генератор;
2 - возбудитель;
3 - звено, моделирующее
цепь самовозбуждения возбудителя;
4 - звено, моделирующее
цепь независимого возбуждения возбудителя;
5 - усилительный орган
регулятора;
6 - измерительный орган
регулятора;
7 - звено гибкой обратной
связи по напряжению возбуждения генератора;
8 - звено, моделирующее
влияние тока нагрузки на изменение напряжения генератора;
U - напряжение
генератора, (о.е.);
I - ток нагрузки
генератора, (о.е.);
Eq - ЭДС генератора, (о.е.);
EB - ЭДС
возбудителя;
Iвв - ток
возбуждения возбудителя, (о.е.);
Iсв - ток
самовозбуждения возбудителя, (о.е.);
Iнв - ток
независимого возбуждения возбудителя, приведенный к обмотке самовозбуждения,
(о.е.);
IР - ток
выхода регулятора, (о.е.);
Uу - напряжение
управления усилительным органом регулятора, (о.е.);
Uз -
предписанное (заданное) значение напряжения генератора, (о.е.).
2.2. Передаточные функции
элементов структурной схемы
DEq(p) Kг DEВ(р)
W1(р)
=-------------- = ---------------; W2(р) =------------ = К 0 ;
DEв(р) Tвр
+ 1 DIвв(p)
DIсв(p) Ксв
DIнв(р) Кнв
W3(р) =
-------------- = ---------------- ; W 4(р) = -------------- =
---------------- ;
DEВ(р) Тсвр
+ 1 DIр(p) Тнвр + 1
DIр(p) Ку
DUу(р)
W 5(р) =
-------------- = -------------- ; W 6(р) = -------------- = Ки ;
DUу(р) Тур
+ 1 DU(p)
DUу(p) DEq(р)
W7(р) =
-------------- = Кос P; W8(р) = -------------- = Xd sinj ;
DEВ(р) DI(p)
где Кг -
коэффициент передачи генератора;
Тв -
постоянная времени обмотки возбуждения генератора, (с);
К0 -
коэффициент передачи возбудителя;
Ксв -
коэффициент передачи цепи самовозбуждения возбудителя;
Тсв -
постоянная времени цепи самовозбуждения, (с);
Кнв -
коэффициент передачи цепи независимого возбуждения возбудителя;
Тнв -
постоянная времени цепи независимого возбуждения возбудителя, (с);
Ку -
коэффициент передачи усилительного органа регулятора;
Ту -
постоянная времени усилительного органа регулятора, (с);
Кu -
коэффициент передачи измерительного органа регулятора;
Кос -
коэффициент передачи звена обратной связи;
Xd - синхронное
сопротивление генератора, (о.е.);
cos j - коэффициент мощности генератора.
2.3. Параметры элементов
структурной схемы
Параметры |
Варианты |
|
5.1 |
5.2 |
5.3 |
5.4 |
5.5 |
5.6 |
5.7 |
5.8 |
5.9 |
5.10 |
Xd |
1.65 |
1.71 |
1.85 |
2.07 |
2.46 |
2.65 |
2.2 |
1.51 |
1.9 |
1.2 |
Тв,с
|
7.45 |
7.26 |
7.93 |
7.9 |
10.4 |
10.4 |
10.35 |
6.15 |
6.23 |
8.85 |
К0
|
0.5 |
0.6 |
0.4 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
0.6 |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
Тсв,с
|
2.0 |
2.4 |
2.5 |
2.2 |
2.0 |
2.4 |
2.1 |
2.3 |
2.0 |
2.5 |
Тнв,с
|
1.2 |
1.0 |
1.5 |
1.4 |
1.0 |
1.2 |
1.1 |
1.2 |
1.0 |
1.4 |
Ту,с
|
0.8 |
0.6 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
0.6 |
0.8 |
0.6 |
Кн
|
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
Кг = 1.0; Кнв
= 1.0; Ксв = 0.7; Ки = 1.0; cos j = 0.8.
3. Содержание задания.
3.1. Выбрать значение Ку,расч.,
при котором обеспечивается статизм регулирования Кс £ 0.05.
3.2. Рассчитать и
построить переходную характеристику системы DU = f(t) при DI = 1.0, Ку = Ку,расч. и различных
значениях Кос.
Выбрать значение Кос,расч.,
при котором переходный процесс имеет затухающий и, по возможности, монотонный
(без перерегулирования) характер.
3.3. Рассчитать и
построить КЧХ, АЧХ и ФЧХ системы в замкнутом состоянии, оценить частотные
свойства и качество регулирования.
3.4. Определить
показатели качества регулирования по расположению нулей и полюсов передаточной
функции системы в комплексной плоскости.
3.5. Рассчитать и
построить область устойчивости системы в плоскости параметров Ку, Кос.
Окончательно выбрать
значения Ку.расч. и Кос.расч.
3.6. Определить запас
устойчивости системы по модулю и фазе (по Найквисту).
|