Міністерство освіти України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра Автоматики і телемеханіки КУРСОВА РОБОТА З дисципліни “Теорія автоматичного керування” На тему: “Система регулювання напруги генератора .” Тема№3 Варіант №15 Перевірив: доц. к.т.н. [ім’я автора приховано] Львів-2004р. Завдання до курсової роботи. Описати призначення і принцип роботи системи. Зобразити структурну схему системи. Записати вирази коефіцієнтів передачі окремих ланок , розімкненої і замкненої системи. Зобразити статичні характеристики окремих ланок системи. Записати вирази диференціальних рівнянь для окремих ланок системи . Знайти рішення диференціальних рівнянь для окремих ланок системи. За результатами рішення диференціальних рівнянь побудувати перехідні х-ки окремих ланок системи. Записати вирази для диференціальних рівнянь розімкненої і замкненої системи. Привести схеми електронного моделювання окремих ланок і замкненої системи. Користуючись одним з алгебраїчних критеріїв стійкості визначити стійкість системи і знайти граничний коефіцієнт підсилення . Записати вирази передаточних функцій для окремих ланок системи. Записати вирази передаточних функцій розімкненої і замкненої системи. Записати вирази для комплексних коефіцієнтів передачі окремих ланок системи розімкненої і замкненої системи. Розрахувати аналітично і побудувати АФХ, ЛАЧХ і ФЧХ, окремих ланок системи і розімкненої системи. По АФХ розімкненої системи визначити стійкість системи. Знайти запаси стійкості по амплітуді і фазі . По ЛАЧХ і ФАХ розімкненої системи визначити стійкість системи і знайти запаси стійкості по амплітуді і фазі . Побудувати графік перехідного процесу при одиничній стрибкоподібній дії вхідної величини . По графіку перехідного процесу визначити якісні показники системи. Тема № 3 Система регулювання напруги генератора. Рівняння ланок: А). Рівняння вимірювальної схеми U1=E-U; Б). Обмотка збудження ЕМП:  EMBED Equation.3 
; B). к. з. обмотка ЕМП:  EMBED Equation.3 
; Г).обмотка збудження генератора :  EMBED Equation.3 
; Варіант №15 T1=0.001(c); Tk=0.3(c); T2=0.01(c); K1=10; K2=3; K3=2; Призначення і принцип роботи схеми. Система регулювання напруги генератора призначена для регулювання значення вихідної напруги генератора . При збільшені вихідної напруги генератора , по відношенню до заданого значення , відповідно зменшиться напруга U1, це можливо за рахунок зустрічного включення напруги E та вихідної напруги генератора U. При зменшенні напруги U1 зменшиться вихідна напруга електромашинного підсилювача U2, що ,в свою чергу, приведе до зменшення напруги обмотки збудження генератора і вихідна напруга генератора зменшиться до відповідного значення . І навпаки , при зменшенні вихідної напруги генератора , по відношенню до заданого значення , відповідно збільшиться напруга U1. При збільшенні напруги U1 збільшиться вихідна напруга електромашинного підсилювача U2, що ,в свою чергу, приведе до збільшення напруги обмотки збудження генератора і вихідна напруга генератора збільшиться до відповідного значення . 2. Структурна схема системи.  EMBED Visio.Drawing.5 
 Рис.1. Структурна схема системи. Схема складається з двох елементів , електромашинного підсилювача та генератора ,охоплених від’ємним зворотнім зв’язком. 3. Коефіцієнти передачі окремих ланок , розімкненої і замкненої системи. Для знаходження коефіцієньів передачі окремих ланок , необхідно відкинути всі похідні , та знайти залежність між виходом і входом окремої ланки, отримаємо:  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
;  EMBED Equation.3 
 ; при EMBED Equation.3 
 EMBED Equation.3 
;  EMBED Equation.3 
; 4. Статичні х-ки окремих ланок системи. Для представлення статичних характеристик , необхідно в рівнянні відкинути всі похідні . Статична х-ка ЕМП: EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
  EMBED Visio.Drawing.5 
 Рис.2. Статична х-ка ЕМП. Статична х-ка генератора: EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
  EMBED Visio.Drawing.5 
 Рис.3.Статична х-ка генератора. 5.Вирази диференціальних рівнянь для окремих ланок системи . ЕМП: Обиотка збудження ЕМП :  EMBED Equation.3 
 К.З. обмотка ЕМП:  EMBED Equation.3 
 Представивши рівняння в операторній формі, Обмотка збудження ЕМП :  EMBED Equation.3 
 К.З. обмотка ЕМП:  EMBED Equation.3 
 Та підставивши одне рівняння в друге отримаємо:  EMBED Equation.3 
;  EMBED Equation.3 
 Диференціальне рівняння ЕМП:  EMBED Equation.3 
.  EMBED Equation.3 
 Генератор:  EMBED Equation.3 
; EMBED Equation.3 
 6. Знайти рішення диференціальних рівнянь для окремих ланок системи. ЕМП:  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
; Вільна складова при  EMBED Equation.3 
:  EMBED Equation.3 
; D=0,090601-4*0.0003=0,0894012=0,299; p1=-(0.301+0,299)/(2*0.0003)=-3.3 P2=-(0.301-0,299)/(2*0.0003)=-1000;  EMBED Equation.3 
 Вимушена складова : EMBED Equation.3 
 Рішення лінійного не однорідного рівняння :  EMBED Equation.3 
; Знаходимо коефіцієнти С1 і С2 ;  EMBED Equation.3 
 при t=0,  EMBED Equation.3 
,U2=0,  EMBED Equation.3 
=0 :  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
 EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
Генератор:  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
Вільна складова:  EMBED Equation.3 
 EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
Вимушена складова:  EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
Рішення рівняння : EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
Знаходимо Коефіцієнт С1 при t=0, U2(t)=1(t), U(0)=0:  EMBED Equation.3 
 EMBED Equation.3 
  EMBED Equation.3 
 EMBED Equation.3 
;  EMBED Equation.3 
7. Побудувати перехідні х-ки окремих ланок системи. Перехідна характеристика ЕМП: