Расчёт и исследование системы стабилизации скорости вращения электродвигателя постоянного тока

Целью данной курсовой работы является приобретение и развитие у студентов навыков практического расчёта и теоретического исследования систем автоматического управления в области электропривода промышленных установок, углубление знаний по отдельным разделам курса "Теория автоматического управления", развитие самостоятельности в принятии наиболее целесообразных решений при анализе полученных результатов.
Теория автоматического управления и регулирования является теоретической основой автоматических систем. Принципы построения систем автоматического управления связаны с общими законами управления, значение которых выходит далеко за пределы технических задач. Однако теория автоматического управления сформировалась в самостоятельную науку, в первую очередь, на основе изучения процессов управления техническими устройствами.
Методы исследования, разработанные в теории автоматического управления, являются довольно общими, область применения их выходит за рамки практического приложения дисциплины. Принципы управления (регулирования), на основе которых строятся автоматические системы, имеют универсальный характер. Аналогичные принципы, например принцип обратной связи, заложены в регуляционные системы живых организмов, системы управления производством, обществом и т.д. Поэтому изучение теории автоматического управления и регулирования в настоящее время становится необходимым не только для специалистов в области автоматики, но и для широкого круга специалистов других направлений.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данной курсовой работы была рассчитана и исследована система стабилизации скорости вращения электродвигателя постоянного тока. На первом этапе были составлены структурные схемы системы электропривода в динамике и статике, рассчитаны параметры системы "генератор-двигатель" (коэффициенты передачи, постоянные времени). На основании этих данных были получены передаточные функции системы. Система была проверена на устойчивость и определён критический коэффициент усиления по методу D-разбиения. Далее были исследованы динамические характеристики системы. Как показал расчёт в данной системе наблюдается высокое перерегулирование как в переходной характеристике по управлению, так и по возмущению; в системе также наблюдаются значительные колебания. В статических режим в системе наблюдается ошибка, то есть система является статической, в связи с этим система обладает ограниченным диапазоном регулирования скорости.
Для улучшения качества регулирования на втором этапе курсовой работы была проведена оптимизация на модульный оптимум. Для этого был рассчитан регулятор скорости, который реализует пропорционально-интегральный закон управления. Применение данного регулятора привело к значительному улучшению качества регулирования. Так перерегулирование уменьшилось до величины 4-5%, практически исчезла колебательность. Применение ПИ-регулятора обеспечивает астатизм системы по возмущению, что позволяет реализовать диапазон регулирования теоретически равный бесконечности.