Построение областей устойчивости. Принцип D-разбиения

Введение

 

В современных условиях процесс производства становится все более сложным, с каждым днем предъявляя все больше требований к технике, ее наличию на предприятиях и другим моментам, существенно ускоряющим производственную деятельность. Недостаточные возможности человеческих ресурсов, их низкая скорость работы вынуждают искать более качественные способы для повышения эффективности деятельности предприятий самых различных отраслей.

На помощь человеку пришла автоматизация производства. Это процесс, при котором функции управления и контроля работы на предприятиях были переданы в руки автоматическим устройствам и приборам. Тем самым повысилась не только эффективность труда, но и существенно улучшилось качество выпускаемой продукции и создались оптимальные условия для всех ресурсов производства.

Цель данной курсовой работы раскрыть сущность автоматизации, её цели и задачи.

Вопрос автоматизации в настоящее время актуален, так как автоматизация, коснувшись всех без исключения отраслей промышленности, является движущей силой технического прогресса. Главная цель замены ручного человеческого труда на машинный заключается в увеличении объемов производства, повышении качества выпускаемой продукции, а также в унификации товаров, подгонке их под единый стандарт.

Целью данного курсового проекта является расчет системы автоматического управления электроприводом по заданным параметрам рассмотрение основных элементов, которые применяются для построения этих систем, принципы решения задач их анализа и синтеза, а также получение знаний принципов построения автоматических систем управление и требований к ним.

Курсовой проект ставит следующие задачи: описание объекта регулирования, анализ непрерывной системы, исследование устойчивости.

1 Теоретическая часть

Синтез системы.

Синтез системы автоматического управления является основной стадией проектирования, сущность которой заключается в таком выборе структуры системы, ее параметров и технической реализации, при котором обеспечиваются требуемые показатели качества регулирования.

В нашем случае корректирующим устройством является усилительное звеном К_РС. Коэффициент усиления этого звена равен порядковому номеру студента:

W_РС= К_РС

К_РС=24

Электрозащитные средства

Электрозащитные средства — это средства защиты, которые применяют от поражения электрическим током, необходимые для обеспечения эффективнойэлектробезопасности при работах в распределительных устройствах.

Все электрозащитные средства делятся на 2 группы:

-основные

-дополнительные

Основные электрозащитные средства — это изолирующие электрозащитные средства, у которых изоляция долгое время способна выдерживать рабочее напряжение сети, и с помощью которых разрешено производить работы под напряжением на токоведущих частях.

Дополнительные электрозащитные средства — это изолирующие электрозащитные средства, которые не защищают человека от поражения электрическим током, а только являются дополнением к основным средствам защиты. А также они предназначены для защиты работающего от шагового напряжения и напряжения прикосновения.

По классу напряжения электрозащитные средства разделяются:

-до 1000 (В)

-выше 1000 (В)

Основные электрозащитные средства выше 1000 (В)

Приведем перечень всех изолирующих электрозащитных средств, относящихся к категории основные выше 1000 (В).

-различные изолирующие штанги

-изолирующие клещи

-указатели высокого напряжения

-различные устройства для электрических измерений и испытаний в распределительных устройствах (указатели напряжения для фазировки, устройства для прокола кабелей, электроизмерительные клещи и другое)

-различные устройства и специальные средства защиты, необходимые для работ в электроустановках выше 110 (кВ), сюда не относятся штанги для выравнивания и переноса потенциала

Основные электрозащитные средства до 1000 (В)

Приведем перечень всех изолирующих электрозащитных средств, относящихся к категории основные до 1000 (В).

-изолирующие штанги

-изолирующие клещи

-указатели низкого напряжения

-электроизмерительные клещи

-диэлектрические перчатки

-ручной инструмент (изолирующий)

Дополнительные электрозащитные средства выше 1000 (В)

Приведем перечень всех изолирующих электрозащитных средств, относящихся к категории дополнительные выше 1000 (В).

-диэлектрические перчатки

-диэлектрические боты

-диэлектрический коврик

-изолирующая подставка

-изолирующие колпаки и накладки

-штанги для выравнивания и переноса потенциала

-изолирующие стеклопластиковые (диэлектрические) стремянки и приставные лестницы

Дополнительные электрозащитные средства до 1000 (В)

Приведем перечень всех изолирующих электрозащитных средств, относящихся к категории дополнительные до 1000 (В).

-диэлектрические галоши

-диэлектрический коврик

-изолирующая подставка

-изолирующие колпаки, покрытия и накладки

-штанги для выравнивания и переноса потенциала

-изолирующие стеклопластиковые (диэлектрические) стремянки и приставные лестницы

Введение

 

В современных условиях процесс производства становится все более сложным, с каждым днем предъявляя все больше требований к технике, ее наличию на предприятиях и другим моментам, существенно ускоряющим производственную деятельность. Недостаточные возможности человеческих ресурсов, их низкая скорость работы вынуждают искать более качественные способы для повышения эффективности деятельности предприятий самых различных отраслей.

На помощь человеку пришла автоматизация производства. Это процесс, при котором функции управления и контроля работы на предприятиях были переданы в руки автоматическим устройствам и приборам. Тем самым повысилась не только эффективность труда, но и существенно улучшилось качество выпускаемой продукции и создались оптимальные условия для всех ресурсов производства.

Цель данной курсовой работы раскрыть сущность автоматизации, её цели и задачи.

Вопрос автоматизации в настоящее время актуален, так как автоматизация, коснувшись всех без исключения отраслей промышленности, является движущей силой технического прогресса. Главная цель замены ручного человеческого труда на машинный заключается в увеличении объемов производства, повышении качества выпускаемой продукции, а также в унификации товаров, подгонке их под единый стандарт.

Целью данного курсового проекта является расчет системы автоматического управления электроприводом по заданным параметрам рассмотрение основных элементов, которые применяются для построения этих систем, принципы решения задач их анализа и синтеза, а также получение знаний принципов построения автоматических систем управление и требований к ним.

Курсовой проект ставит следующие задачи: описание объекта регулирования, анализ непрерывной системы, исследование устойчивости.

1 Теоретическая часть

Построение областей устойчивости. Принцип D-разбиения

При расчете и проектировании системы автоматического управления иногда бывает необходимым исследовать влияние ее различных параметров па устойчивость. Для решения этой задачи служит построение областей устойчивости, т. е. определение таких областей значений параметров, при которых система оказывается устойчивой.

Различают построение областей устойчивости в плоскости одного параметра и в плоскости двух параметров. Ниже будет рассматриваться только построение областой устойчивости в плоскости двух параметров. Для построения таких областей ш плоскости двух параметров A и B необходимо нанести линии, соответствующие границе устойчивости. Тогда область, ограниченная этими линиями, будет представлять собой область устойчивости. Для того чтобы окончательно убедиться в этом необходимо для любой точки, лежащей внутри полученной области, но какому-л ибс критерию проверить устойчивость. Если устойчивость для этой точки будет иметь место, то она будет выполняться и для всех других точек, лежащих в этой области.

(1.1)

Для получения условия, соответствующего границе устойчивости второго типе (колебательной), можно использовать различные критерии устойчивости.

(1.2)

Для уравнений высокого порядка условия, соответствующие колебательной границе устойчивости, могут быть получены следующим образом.

Рассмотрим отдельно левую часть характеристического уравнения, которая представляет собой характеристический полином замкнутой системы:

(1.3)

(1.4)

— угловая частота колебаний, соответствующая чисто мнимому корню. Тогда лузрактеристический комплекс

(1.5)

(1.6)

Два последних выражения представляют собой параметрические уравнения границы устойчивости при соблюдении дополнительного условия отрицательности вещественных частей всех остальных корней, кроме чисто мнимых. Полная же совокупность всех кривых па плоскости параметров, разбивающая всю плоскость на области с определенным распределением корней, называется D-разбиеиием плоскости параметров. Обычно практическое значение имеет лишь часть кривых D-разбиеиия, соответствующая границе устойчивости.

Для упрощения выделения границ области устойчивости из всего комплекса кривых D-разбиения на плоскости двух параметров вводится штриховка этих кривых, производимая по правилу, которое будет приведено без доказательства. Переметаясь вдоль кривой в сторону увеличения со, надо штриховать ее с левой стороны, если будет положительным определитель, составленный из частных производных:

(1.7)

Если же определитель отрицателен, то кривую надо штриховать справа. При соблюдении этого правила штриховка будет направлена внутрь области устойчивости, если параметр Л отложен но оси абсцисс вправо, а параметр В — по оси ординат вверх.

В качестве иллюстрации рассмотрим следящую систему. Для этой системы было получено характеристическое уравнение

(1.8)

Характеристический комплекс

(1.9)

Уравнения, определяющие границу устойчивости,

(1.10)

(1.11)

Решая их совместно относительно параметров К и Т, получим

(1.12)

(1.13)

и при

и

Рисунок 1. Область устойчивости

; (1.14)

; (1.15)

(1.16)

до

до ) необходимо штриховать область, лежащую справа от кривой.

K и

Это можно показать и на основе использования двух оставшихся условий устойчивости.

Рисунок 2. Область устойчивости

Это условие выполняется на оси абсцисс.

и можно сразу ответить, устойчива или неустойчива система, смотря по тому, попадает или не попадает точка, определяемая этими значениями параметров, в область устойчивости.

2 Специальная часть