Разработка структурной схемы, определение передаточной функции основных подсистем САУ, статистический расчет.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика М.Ф. Решетнева

 

                                                                                                    Кафедра САУ

 

 

Курсовой проект

По дисциплине: «Теория автоматического управления»

Система регулирования ядерной энергетической установки

Вариант 1.5

 

 

                                                                  Выполнил:

студент группы П-82

                                                                           Голованов М.В.

                                                                   Проверил:

                                                                       Мизрах Е.А.

 

Красноярск 2012 г.

Содержание

Исходные данные……………………………………………………………………………. 3

1. Разработка структурной схемы, определение передаточной функции основных подсистем САУ, статистический расчет………………….....................................................4

2 Динамический расчет, синтез желаемых ЛАХ и корректирующих устройств……………………………………………………………………………………..19

3. Построение переходных процессов по управлению и возмущению……………………………………………………………………………….....30

4. Определение средней квадратической ошибки системы………………………………………………………………………………………32

5. Исследование периодических режимов и построение переходных процессов в нелинейной системе………………………………………………………………………....34

Заключение…………………………………………………………………………………..36

Список использованной литературы…………………………………………….................37

Приложение……………………………………………………………………….…………38

Цель работы: Спроектировать систему ядерной энергетической установки, которая будет отвечать желаемым требованиям, произвести расчет и реализацию корректирующего устройства, а также начертить электрическую схему данной системы.

Исходные данные.

Параметры ЯЭУ:

N₀ = 10⁶ Ккал/с                – тепловая мощность реактора

T_R0 = 2000 °K                   – температура реактора

T_Ж0 = 1500 °K                   – средняя температура теплоносителя

α = 9 Ккал/м²с∙°С                 – средний коэффициент теплоотдачи 

S = 200 м²                         – поверхность теплообмена

m = 1200 кг                      – масса реактора

С = 0,4 Ккал/кг∙°С          – средняя теплоемкость реактора

β = 0,005                           – суммарная доля запаздывающих нейтронов

𝛾 = 0,075 1/с                    – суммарная средняя постоянная распада ядер

l ^*= 0,0025 c                       – время жизни одного поколения нейтронов

K_KT= 0,0002 1/°С             – коэффициент реактивности

v'_max = 0,06 м/с²                 – максимальное ускорение стержня

V_max = 0,6 м/с                  – максимальная скорость стержня

L = 7 м                               – длина стержня

 = 8 · 10⁹ нейтр/см² ∙°С  – плотность нейтронного потока в уст. режиме

ΔL = 30%

Параметры САР:

ΔT_R = 30%

σ = 40%                             – перерегулирование

T_рег = 2 с                            – время регулирования

δ_Σ = 2%                              –  суммарная ошибка

M_нп = 60%                     – возмущающий момент приведенный к валу ИД.

S_f(ω) = 0.5 В²· с                – изменение напряжения управления

Усилитель                         – транзисторный

Нелинейность                   – Люфт, С = 0,01

 

 

Разработка структурной схемы, определение передаточной функции основных подсистем САУ, статистический расчет.

Определение структурных схем.

 

Общий вид структурной схемы системы:

 

 

ЗУ – Задающее устройство (оператор)

УС – Устройство сравнения (сумматор)

УН – Усилитель напряжения

УМ – Усилитель мощности

ИД – Исполнительный двигатель

МП – Механическая передача

ОР – Объект регулирования

ИУ – Измерительное устройство

 

U_y – Напряжение управления

U_ε – Напряжение ошибки

h – Перемещение

∆k – Коэффициент реактивности

n – Плотность нейтронного потока

i – Электрический ток

К_U – Коэффициент усиления по напряжению

 

Выбор усилителя мощности.

В качестве усилителя мощности используем транзисторный усилитель.

Найдем мощность управления, подаваемую на вход двигателя:

Вт

Для данной мощности необходимо выбрать широтно-импульсный регулятор:

Выбираем микросхему MSA 240:

 

В – выходное напряжение

 А – выходной ток

Вт – мощность на выходе

 В – напряжение питания

 В – входной сигнал

Передаточная функция усилителя мощности будет коэффициент усиления по напряжению:

 

Список использованной литературы.

1. Е.А. Мизрах Теория автоматического управления: Линейные непрерывные системы. Учеб. пособие. – Красноярск: САА, 1995г.

2. Е.А. Мизрах Теория нелинейных систем автоматического управления: Метод. пособие к курсовой работе для студентов специальности 210500. – Красноярск: САА, 1996г.

3. Е.А. Мизрах Проектирование систем автоматического управления: Метод. пособие к курсовой работе. – Красноярск: САА, 1996. –

4. Рязанов К.А. Проектирование систем автоматического регулирования – М: Машиностроение, 1967г.

5. Руководство по проектированию систем автоматического управления под ред. Бесекерского – М: Высшая школа, 1983г.

6. Топчеев Ю. И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования.

7. Шевяков А.А., Калнин В.М., Мартьянова Т.С. Системы управления ракетных двигателей и энергетических установок – М:Машиностроение, 1985г.

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени академика М.Ф. Решетнева

 

                                                                                                    Кафедра САУ

 

 

Курсовой проект

По дисциплине: «Теория автоматического управления»

Система регулирования ядерной энергетической установки

Вариант 1.5

 

 

                                                                  Выполнил:

студент группы П-82

                                                                           Голованов М.В.

                                                                   Проверил:

                                                                       Мизрах Е.А.

 

Красноярск 2012 г.

Содержание

Исходные данные……………………………………………………………………………. 3

1. Разработка структурной схемы, определение передаточной функции основных подсистем САУ, статистический расчет………………….....................................................4

2 Динамический расчет, синтез желаемых ЛАХ и корректирующих устройств……………………………………………………………………………………..19

3. Построение переходных процессов по управлению и возмущению……………………………………………………………………………….....30

4. Определение средней квадратической ошибки системы………………………………………………………………………………………32

5. Исследование периодических режимов и построение переходных процессов в нелинейной системе………………………………………………………………………....34

Заключение…………………………………………………………………………………..36

Список использованной литературы…………………………………………….................37

Приложение……………………………………………………………………….…………38

Цель работы: Спроектировать систему ядерной энергетической установки, которая будет отвечать желаемым требованиям, произвести расчет и реализацию корректирующего устройства, а также начертить электрическую схему данной системы.

Исходные данные.

Параметры ЯЭУ:

N₀ = 10⁶ Ккал/с                – тепловая мощность реактора

T_R0 = 2000 °K                   – температура реактора

T_Ж0 = 1500 °K                   – средняя температура теплоносителя

α = 9 Ккал/м²с∙°С                 – средний коэффициент теплоотдачи 

S = 200 м²                         – поверхность теплообмена

m = 1200 кг                      – масса реактора

С = 0,4 Ккал/кг∙°С          – средняя теплоемкость реактора

β = 0,005                           – суммарная доля запаздывающих нейтронов

𝛾 = 0,075 1/с                    – суммарная средняя постоянная распада ядер

l ^*= 0,0025 c                       – время жизни одного поколения нейтронов

K_KT= 0,0002 1/°С             – коэффициент реактивности

v'_max = 0,06 м/с²                 – максимальное ускорение стержня

V_max = 0,6 м/с                  – максимальная скорость стержня

L = 7 м                               – длина стержня

 = 8 · 10⁹ нейтр/см² ∙°С  – плотность нейтронного потока в уст. режиме

ΔL = 30%

Параметры САР:

ΔT_R = 30%

σ = 40%                             – перерегулирование

T_рег = 2 с                            – время регулирования

δ_Σ = 2%                              –  суммарная ошибка

M_нп = 60%                     – возмущающий момент приведенный к валу ИД.

S_f(ω) = 0.5 В²· с                – изменение напряжения управления

Усилитель                         – транзисторный

Нелинейность                   – Люфт, С = 0,01

 

 

Разработка структурной схемы, определение передаточной функции основных подсистем САУ, статистический расчет.