Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу "Теория управления"




НазваниеМетодическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу "Теория управления"
страница1/7
Дата конвертации11.12.2012
Размер0.93 Mb.
ТипМетодическое пособие
  1   2   3   4   5   6   7
УДК

681.398

M54S

УДК: 681.51/54(076.5)(072)

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу "Теория управления"/Державин О.M., Коломейцева М.Б., Митро­фанов В.Е.- М.: Изд-во МЭИ , 1995. – 75с.


Состоит из описания восьми лабораторных занятий по курсу "Теория управления". Тематика занятий охватывает основные разде­лы теории непрерывных и импульсных САУ и нелинейных систем при детерминированных и случайных воздействиях. Пособие предназначе­но для студентов вузов различных специальностей, для которых программой подготовки предусмотрено изучение теории автоматичес­кого управления.

Московский энергетический институт, 1995 г.


УДК

621.398

М 545


ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ




МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ДЛЯ УЧЕБНО-ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА

ПО КУРСУ

«ТЕОРИЯ УПРАВЛЕНИЯ»


Москва 1995


Предисловие.


Развитие современных информационных технологий позволяет дополнить традиционные методы преподавания и изучения дисциплин при подготовке специалистов применением проблемно-ориентированных инструментальных средств в виде пакетов прикладных программ на базе персональных компьютеров (ПК). Тем самым расширяются возмож­ности и эффективность обучения в рамках аудиторных занятий и са­мостоятельной работы студентов. Предлагаемый учебно-лабораторный практикум включает в себя инструментальную базу и методические средства для исследования систем автоматического управления с применением классических методов теории управления. Инструмента­льные средства разрабатывались с учетом возможности их использо­вания на ПК класса IBM/PC стандартной конфигурации, широко распространенных до настоящего времени среди пользователей, в том числе в сфере образования.

Учебно-лабораторный практикум концентрирует внимание обучае­мого на основных этапах и особенностях применения методов анализа и синтеза систем, в отличие от известных проблемно-ориентирован­ных пакетов, позволявших в большинстве случаев моделировать сис­темы управления только во временной области. Разнообразие иссле­дуемых в рамках практикума методов в определенной мере накладыва­ет ограничения на структуру рассматриваемых систем. Эти ограниче­ния связаны главным образом с реализацией удобного интерфейса при исследовании того или иного метода, что обеспечивает быстрое и наглядное задание структуры и параметров исследуемой САУ. В то же время следует отметить, что в рамках принятых ограничений допус­кается исследование неограниченного числа вариантов. Поэтому уче­бно-исследовательский практикум может быть использован не только при проведении лабораторных работ, но и в процессе практических занятий на семинарах, а также для самостоятельной подготовки при изучении методов теории управления.

Учебно-лабораторный практикум по курсу "Теория автоматичес­кого управления" охватывает основные разделы теории линейных (непрерывные и дискретные системы) и нелинейных САУ. В сборник включены описания восьми занятий. Каждое занятие посвящено изучению определенного раздела теории управления. Описания содер­жат задание на проведение исследований, вопросы для подготовки к занятию, методические указания по проведению исследований и ис­ходные данные по вариантам. Предложенные варианты могут рассмат­риваться как примерные, и при необходимости задание может быть дополнено другими вариантами. Описания занятий содержат также контрольные вопросы для проверки знаний по выполненному разделу теории управления.

Пользовательский интерфейс, на базе которого реализован практикум, соответствует стандарту, выработанному фирмой IBM -SAA-CUA (System Application Architecture - Common User Access). Основные составляющие стандарта - поддержка многооконного режима, иерархическое управляющее меню, наличие строки статуса. Для поль­зователя это обеспечивает возможность наглядно управлять процес­сом исследования либо с помощью манипулятора типа "мышь", либо, используя функциональные клавиши, за которыми закреплены опреде­ленные действия. В процессе работы всегда доступна контекстная помощь или краткая справочная информация. На каждом шаге исследо­вания можно вернуться к заданию и "вспомнить" исходные данные для его выполнения. Предусмотрена также возможность сохранения графи­ческой информации, представленной на экране дисплея, в файле, имеющем формат "PCX". В дальнейшем сохраненная информация может быть распечатана и представлена в форме отчета по работе.

Следует отметить, что предлагаемая версия учебно-исследова­тельского практикума является развитием автоматизированного лабо­раторного практикума, выполнявшегося ранее на базе вычислительно­го комплекса ИВК-2 (СМ 1420) и в течение ряда лет успешно приме­нявшегося в учебном процессе на кафедре Управления и Информатики (Автоматики) МЭИ. В создании методических и программных средств для практикума участвовала группа сотрудников и студентов СКВ МЭИ под руководством профессора Державина О.М., профессора Коломейцевой М.В. и доцента Митрофанова В.Е. В настоящее время проводится работа по дальнейшему совершенствованию и развитию методической и инструментальной базы практикума.


ЗАНЯТИЕ 1.


Типовые звенья систем автоматического регулирования и их соединения.


Цель работы - исследование частотных и временных характерис­тик типовых динамических звеньев-САР и их последовательных соеди­нений.

Программа исследований

1. Исследование характеристик звеньев первого порядка. Исследования проводятся для заданных типовых звеньев в соответс­твии с номером варианта задания (табл. 1.1).

1.1. Введите в ПК коэффициенты передаточной функции иссле­дуемого звена.

1.2. Снимите и постройте по точкам графики частотных харак­теристик (АЧХ, ФЧХ) и амплитудно-фазовой характеристики (АФХ).

1.3. Постройте асимптотическую логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) исследуемого звена.

1.4. По частотным характеристикам оцените параметры эвена и сравните с данными в задании.

1.5. Введите в ПК математическое описание звена в форме дифференциального уравнения и проанализируйте вид переходной функции h(t) и весовой функции w(t).

2. Исследование характеристик колебательного звена. Содержа­ние и последовательность этапов исследования совпадают с приведе­нными в п.1.

3. Исследование влияния коэффициентов передаточной функции колебательного звена на параметры его переходной функции.

3.1. Изменяя коэффициент затухания ζ, в диапазоне (0,2-0,9) при фиксированном значении постоянной времени Т, заданной в табл.1.1, постройте график зависимости времени затухания переходного процесса tp и величины перерегулирования переходной характерис­тики σ от параметра ζ.

3.2. Изменяя величину постоянной времени Т в пределах 0,5- 2,0 от величины, заданной в табл. 1.1, постройте зависимости tp(T) и σ(Т). Значение ζ при этом принимается постоянным соглас­но варианту задания.

3.3. Постройте зависимость степени колебательности M от параметров колебательного звена ζ и Т.

4. Исследование частотных характеристик разомкнутой САР, состоящей из последовательно включенных типовых звеньев.

4.1. Для структуры последовательного соединения звеньев (ра­зомкнутая САР), заданных вариантом задания (табл. 1.2), снять и построить частотные характеристики (АЧХ и ФЧХ), АФХ, а также ЛАЧХ и определить предельный коэффициент усиления кгр, при котором замкнутая САР будет находиться на границе устойчивости.

4.2. По полученным частотным характеристикам определить па­раметры передаточной функции разомкнутой системы (коэффициент усиления, постоянные времени звеньев и др.) и сравнить с значени­ями, заданными при проведении исследований.

Задание на подготовку к работе


1. Для всех звеньев первого порядка, исследуемых в работе, запишите передаточные функции и аналитические выражения для пос­троения характеристик: АЧХ, ФЧХ, АФХ, ЛАЧХ, h(t), w(t). Постройте качественно графики этих характеристик.

2. Для колебательного звена запишите передаточную функцию W(p) и аналитические выражения для частотных и временных характе­ристик (см. п.1). Постройте качественно графики этих характерис­тик.

3. Представьте в виде графиков предполагаемые зависимости σ(ζ), tp(ζ), tp(T), σ(Т).

4. Для структуры последовательного соединения звеньев, за­данных вариантам задания, постройте качественные графики АФХ и ЛАЧХ.


Методические указания по выполнению работы.


Частотные характеристики исследуемых в работе типовых звень­ев и их соединений снимаются путем проведения вычислительного эксперимента. На каждом шаге исследования на вход звена подается гармонический сигнал, значения амплитуды и частоты которого могут быть установлены до начала эксперимента. Осциллограммы гармони­ческих сигналов на входе и выходе звена отображаются в графичес­ком окне на дисплее. Здесь же в цифровой форме выводятся значения модуля коэффициента передачи и фазового сдвига. Полученные вели­чины помечаются точками на графиках АЧХ, ФЧХ и АФХ. Эти графичес­кие характеристики отображаются одновременно в соответствующих графических окнах.

Добавление новой точки в графики производится при повторении эксперимента для другого значения частоты сигнала на входе звена. Диапазон изменения частоты входного сигнала выбирается с учетом параметров передаточной функции исследуемого звена так, чтобы построенные характеристики в полной мере отображали его частотные свойства. Полученные в результате исследования частотные характе­ристики переносятся в файл для протокола по работе

На следующем этапе выполнения задания производится построе­ние ЛАЧХ исследуемого звена. Первоначально устанавливается нижняя граница частотного диапазона, в пределах которого предполагается проводить построение графика. Для построения ЛАЧХ используются встроенные инструментальные средства, позволяющие формировать график ЛАЧХ в виде последовательно вводимых линейных отрезков, отображаемых в графическом окне. Исходной информацией для пост­роения является вид и значения параметров передаточной функции звена. Ввод начинается с задания точки на нижней граничной ча­стоте. Далее в соответствии со значениями сопрягающих частот последовательно фиксируются точки перегиба ЛАЧХ. После ввода очередной по возрастанию частоты точки перегиба она автоматически соединяется отрезком с предыдущей точкой, задавая участок ЛАЧХ с необходимым наклоном. Построения проводятся с помощью мыши (левая клавиша - фиксация точки ЛАЧХ, правая - удаление последней введенной точки). Если мышь отсутствует, то построения осуществляют­ся с клавиатуры (перемещение указателя в пределах окна - по стрелкам, ввод точки - Ctrl+Enter, удаление точки - Ctrl+Backspace). Построенную ЛАЧХ также следует сохранить в файле для оформ­ления протокола.

Для анализа характеристик звена во временной области необ­ходимо ввести в ПК коэффициенты дифференциального уравнения, описывающего связь между переменной на выходе и входной перемен­ной. Далее выбирается вид входного воздействия ("скачок", линей­ный или гармонический сигнал). При исследовании переходной харак­теристики на вход звена подается единичный скачок. Одновременно с переходной характеристикой h(t) отображается график весовой функ­ции w(t). При необходимости графическая информация копируется в файл протокола.

Последовательность анализа характеристик колебательного зве­на та же, что и при анализе звеньев первого порядка. Дополни­тельно требуется проанализировать влияние коэффициента зату­хания звена на показатели переходной характеристики. Требуемые графические зависимости σ(ζ) и tp(ζ) строятся на основании анализа вида переходного процесса при изменении значения коэф­фициента затухания в заданном диапазоне. Степень колебательнос­ти звена определяется как отношение максимального значения коэффициента передачи звена к коэффициенту передачи на нулевой ча­стоте M=Amax(ω)/A(0). Зависимость M(ζ) можно построить либо на основании анализа АЧХ звена, либо по виду годографа комплекс­ного коэффициента передачи (АФХ).

В п.4 задания исследуются свойства разомкнутой САР, состоя­щей из трех последовательно включенных звеньев. На рис.1.1 пока­зана общая структурная схема системы



Рис.1.1


Параметры звеньев исследуемой САР для каждого из вариантов задания приведены в табл. 1.2. В процессе исследований значения коэффициентов передаточной функции каждого звена вводятся в соот­ветствии с вариантом. Далее снимаются частотные характеристики разомкнутой САР, включая АЧХ, ФЧХ и АФХ. На основании построенных характеристик требуется определить предельный коэффициент усиле­ния разомкнутой CAP, при котором замкнутая САР (на рис. 1.1 отрица­тельная обратная связь обозначена пунктиром) будет находиться на границе устойчивости.

Предельный коэффициент усиления разомкнутой САР определяется на основании критерия Найквиста, в соответствии с которым приме­нительно к рассматриваемому случаю, замкнутая система является ус­тойчивой, если годограф разомкнутой системы не охватывает точку с координатами (-1,j0). Соответственно, замкнутая система будет находиться на границе устойчивости, если годограф разомкнутой системы проходит через точку с такими координатами. Таким образом, значение предельного коэффициента усиления системы можно рассчи­тать либо по виду годографа разомкнутой САР, либо по частотным характеристикам (АЧХ и ФЧХ).

Для полученного значения коэффициента усиления проводится анализ вида переходного процесса при воздействии на вход системы ступенчатого сигнала.


Исходные данные для проведения исследований


Таблица 1.1

Параметры звеньев для исследований по разделам 1-3 задания

Номер варианта

Типы исслед. звеньев

Значения параметров

Коэф. передачи

Постоянная времени знаменателя

Постоянная времени числителя

Степень затухания

1

А

И

ИФ

К

2.5

1.5

4.0

2.0

2.0

-

0.1

0.8

-

-

0.8

-

-

-

-

0.35

2

А

ИД

ИФ

К

1.8

0.5

2.5

2.5

0.5

1.2

0.8

1.25

-

-

0.2

-

-

-

-

0.4

3

И

ИД

ИФ

К

1.5

1.5

2.0

3.0

-

0.5

0.4

0.5

-

-

2.0

-

-

-

-

0.3

4

А

И
ИД

К

0.5

0.4

1.5

5.0

0.5

-

0.4

0.4

-

-

0.8

-

-

-

-

0.45

5

А

ИД

ИФ

К

1.25

2.0

1.2

4.0

0.4

0.8

1.25

1.25

-

-

0.4

-

-

-

-

0.3

6

И

ИД

ИФ

К

1.5

0.5

2.5

2.0

-

0.4

1.5

0.4

-

-

0.3

-

-

-

-

0.45

7

А

И

ИФ

К

2.5

2.5

1.5

2.5

0.5

-

0.4

0.8

-

-

2.2

-

-

-

-

0.35

8

А

ИД

ИФ

К

2.0

1.2

1.8

5.0

0.3

0.8

0.6

1.5

-

-

0.15

-

-

-

-

0.3

9

А

И

ИД

К

4.0

1.5

4.0

2.0

2.0

-

0.25

0.4

-

-

-

-

-

-

-

0.4

10

А

И

ИФ

К

0.5

0.5

4.0

5.0

2.5

-

2.5

0.5

-

-

0.5

-

-

-

-

0.35


В табл. 1.1 приняты следующие обозначения :

А - апериодическое (инерционное) звено,

И - интегрирующее звено,

ИД - инерционно-диф­ференцирующее звено,

ИФ - инерционно-форсирующее (упругое) звено,

К - колебательное звено.


Таблица 1.2

Параметры звеньев разомкнутой САР


Номер варианта

W1(p)

W3(p)

W2(P)

1







2







3







4







5







6







7







8







9







10








Контрольные вопросы для подготовки работы к защите.


1. Каким образом по частотным и временным характе- ристикам определить параметры звена или разомкнутой САР?

2. По дифференциальному уравнению звена определить его пе­редаточную функцию и написать аналитические выражения для частот­ных характеристик.

3. Объяснить построение АФХ по частотным характеристикам АЧХ и ФЧХ.

4. Объяснить построение асимптотической ЛАЧХ по АЧХ.

5. Написать дифференциальные уравнения для иссле- дуемых звеньев.

6. Объяснить форму зависимостей σ(ζ), tp(ζ), tp(T), σ(Т).

ЗАНЯТИЕ 2

Исследование типовых законов регулирования


Подавляющее большинство систем промышленной автоматики со­держит регуляторы, реализующие типовые законы регулирования. Дан­ная работа посвящена исследованию влияния параметров типовых за­конов на качество процесса регулирования САУ заданной структуры.


Программа исследований


1. Для объекта регулирования, параметры которого задаются вариантом задания (табл. 2.1), провести исследование влияния типовых законов регулирования на следующие показатели качества работы САУ: время регулирования tp, перерегулирование σ, устано­вившуюся ошибку Δуст.

1.1. Исследовать и построить зависимости tp(k1),σ(k1) от ко­эффициента k1 пропорционального регулятора. Определить значение k1*, обеспечивающее требуемое качество САУ (см. далее "исходные данные для выполнения задания"). Зафиксировать построенные зави­симости, а также переходную характеристику h(t) и годограф разом­кнутой САУ в протокол работы.

1.2. Для ПИ-закона регулирования определить на основе анали­за зависимостей tp(k2)|k1=const и σ(k2)|k1=const значения k1* и k2**, обеспечивающие требуемое качество САУ. Зафиксировать в про­токол результаты в виде графиков h(t), tp(k2)|k1=k1**, σ(k2)|k1=k1** и годографа разомкнутой САУ с ПИ-регулятором.

1.3. Проанализировать зависимость показателей качества САУ (tp(Tд), σ(Tд)|k1=const) для ПД-закона регулирования и определить значения k1*** и Tд***, обеспечивающие заданное качество систе­мы. Зафиксировать в протокол результаты настройки ПД-регулятора.

1.4. Для заданных преподавателем коэффициентов настройки ПИД­-регулятора k10, k20 и Tд0 зафиксировать в протокол переходный процесс и оценить параметры качества регулирования.

1.5. Ввести в структуру объекта запаздывание τ0 (согласно варианту задания). Найти оптимальные значения параметров для всех типовых регуляторов по алгоритму п. 1.1-1.4.

1.6. Для оптимальных настроек регулятора определить устано­вившуюся ошибку от возмущения f(t) в виде единичного скачка, действующего на входе объекта. Определить те параметры регуля­тора, которые влияют на величину ошибки и найти их значения, при которых ошибка по возмущению имеет минимальное значение.

2. Исследовать качество работы заданной САР с трехпозиционным регулятором.

2.1. Построить зависимость показателей качества регулиро- ва­ния tp, σ, Δуст от величины зоны нечувствительности.

2.2. Построить зависимость показателей качества регули- рова­ния tp, σ, Δуст от уровня сигнала регулятора.


Задание на подготовку к работе


1. Записать передаточные функции типовых законов регули- рова­ния и определить вид преобразования сигнала, реализуемого каждым типом регулятора.

2. Вывести формулы для расчета статической и кинетической ошибки САР для случаев П-, ПИ-, ПД- и ПИД-регуляторов и для объе­ктов с самовыравниванием и без самовыравнивания (см. методические указания по выполнению работы).

3. Качественно оценить влияние параметров типовых законов регулирования на показатели качества переходного процесса: время регулирования tp, перерегулирование σ, установившуюся ошибку Δуст. Построить предполагаемые зависимости.

4. Качественно оценить влияние параметров нелинейного трехпозиционного регулятора на показатели качества переходного про­цесса. Построить предполагаемые зависимости.


Методические указания по выполнению работы.


При выполнении первого пункта задания требуется путем выбора коэффициентов настройки регулятора обеспечить требования по точ­ности САР, а также требования относительно показателей качества системы в переходном режиме (величины перерегулирования и времени регулирования). В зависимости от типа объекта и вида воздействую­щих на входы системы сигналов могут быть сформулированы требова­ния по обеспечению на выходе системы заданного значения статичес­кой или кинетической ошибки как по управляющему, так и по возму­щающему воздействию.

Общая структурная схема исследуемой САР с типовым регулято­ром представлена на рис 2.1.



Рис.2.1

В общем случае регулирующее воздействие включает пропорцио­нальную (k1≠0), интегральную (k2≠0) и дифференциальную (Tд≠0) со­ставляющие, формируемые по сигналу отклонения σ(t). Объект также представлен в общем виде звеном с передаточной функцией, содержа­щей в знаменателе полином третьего порядка относительно комплекс­ного аргумента, а в числителе описание звена транспортного запаз­дывания. Основываясь на общем представлении, можно исследовать два типа объектов: объекты с самовыравниванием (A≠0, B=T3) и объекты без самовыравнивания (А=0, k0/В - добротность объекта).

Качество процессов отработки задающего x(t) и возмущающего

f(t) воздействий в установившемся режиме характеризуется ошибкой САР. В работе исследуется два типа ошибок САР - статическая и ки­нетическая, возникающие при подаче ступенчатого и, соответственно, линейно изменяющегося сигнала на входы системы. Статическая ошиб­ка по управляющему и возмущающему воздействию определяется при подаче сигналов x(t)=x010(t) и f(t)=F010(t) на основе следующих соотношений:

Δст x = [pWδx(p)] = Wδx(p) x0 (2.1)

Δст f = [pWδf(p)] = Wδf(p) F0 (2.1)


Передаточные функции относительно входов x(t) и f(t) для САР, представленной на рис.2.1, имеют вид:


Wδx(p) = (2.3)


Wδf(p) = (2.4)


Из выражений (2.3) и (2.4) следует, что при наличии в законе регулирования интегральной составляющей (к2≠О) и при рассмотре­нии объекта с самовыравниванием (А≠О) Wδx(p) = Wδf(p) =0 и статическая ошибка САР Δст x = Δстf = 0.

Этот вывод также справедлив для САР, содержащей объект без самовыравнивания (А=0) и регулятор с интегрирующим звеном.

При отсутствии в законе регулирования интегральной составля­ющей передаточные функции по задающему и возмущающему воздейст­вию имеют вид

Wδx(p) = (2.5)


Wδf(p) = (2.6)

В этом случае для объекта с самовыравниванием:

Δст x = 1/(1+k0k1/A), Δст f = (k0/A)/(1+k0k1/A),

для объекта без самовыравнивания:

Δст x = 0, Δст f = 1/k1.


Точность САР в установившемся режиме при отработке сигнала постоянной скорости (x(t)=X1t10(t), f(t)=F1t10(t)) определяет­ся кинетической ошибкой

ΔкинX = [X1 Wδx(p)/p] (2.7)

ΔкинF = [F1 Wδf(p)/p] (2.8)


Как и при анализе статической ошибки САР на основе определе­ний (2.7) и (2.8) и, принимая во внимание вид передаточных функ­ций по каждому из входов САР (формулы (2.3)-(2.6)), нетрудно по­лучить выражения для расчета кинетической ошибки системы, что предлагается в качестве вопроса для самостоятельной проработки при подготовке к занятию.

Полученные выражения для ошибок САР используются в процессе исследований для оценки ограничений на диапазон изменения коэффициентов k1 и k2 при настройке регулятора.

В переходном режиме основными критериями для определения настроек регулятора являются величина перерегулирования переход­ной характеристики σ и время регулирования tp. Выбор коэффициентов настройки регулятора для типовых законов регулирования реко­мендуется проводить на основании построения номограмм, характери­зующих зависимости показателей качества при варьировании одного из коэффициентов настройки и фиксированных значениях других коэф­фициентов. Для исходной постановки задачи, когда требуется обес­печить заданные ограничения на величину перерегулирования и, од­новременно, минимизировать длительность переходного процесса, но­мограммы зависимости σ(k1) позволяют оценить допустимый интервал изменения варьируемого параметра, на котором затем определяется точка, обеспечивающая минимальное значение параметра tp.


Исходные данные для выполнения задания

Вид передаточной функции объекта регулирования


W0(p) =


Таблица 2.1

Параметры передаточной функции


номер варианта

K0

[1/с]

T1

[1/c]

T2

[1/c]

1

5

0.1

0.05

2

5.5

0.2

0.12

3

6

0.1

0.18

4

6.5

0.25

0.15

5

7

0.12

0.07

6

7.5

0.18

0.12

7

8

0.22

0.15

8

8.5

0.07

0.11

9

4

0.3

0.18

10

4.5

0.25

0.17


Значение параметра τ0 при выполнении п.1.5 задания следует принять τ0 = 0.5Tmin , где Tmin - наименьшее из T1 и T2 значение постоянной времени.


Требования к показателям качества САР:


- кинетическая ошибка по задающему воздействие ΔкинX < 10%;

- величина перерегулирования б < 15Х;

- время регулирования - минимальное.


Вопросы для подготовки работы к защите.


1. Объяснить форму графиков, отражающих зависимость показа­телей качества процесса регулирования от параметров настройки ти­повых законов регулирования и параметров трехпозиционного регуля­тора.

2. Для типовых законов регулирования написать передаточные функции регулятора и построить амплитудно-фазовые характеристики.

3. Каким образом изменяется форма годографа АФХ исходной разомкнутой системы при введении в САУ типовых законов регулиро­вания?

ЗАНЯТИЕ 3

Синтез линейной системы автоматического регулирования

методом ЛАЧХ.

Цель работы - практическое освоение методики синтеза линейных систем регулирования, удовлетворяющих требуемым показателям ка­чества, путем включения корректирующего звена в контур регули­рования последовательно или по схеме стабилизирующей отрицатель­ной обратной связи.


Программа исследований


Часть 1. Синтез последовательного корректирующего устройства.


1.1. Путем ввода в ПК заданных вариантом коэффициентов ус­тановите структуру и значения параметров звеньев исследуемой САР (табл. 3.1).

1.2. Наблюдайте и проанализируйте с позиции оценки устойчиво­сти и качества системы вид переходного процесса в замкнутой САР, а также ЛАЧХ и фазочастотную характеристику разомкнутой системы.

1.3. Проведите построение желаемой ЛАЧХ скорректированной си­стемы при условии, что коррекция осуществляется последовательным включением в контур регулирования одного упругого звена. Корре­кция САР должна обеспечить требуемые значения показателей ка­чества системы в пределах:

- величина ошибки в установившемся режиме (статической или кинетической в зависимости от наличия интегриру­ющего звена в контуре регулирования ) – Δуст ≤ 5.0%;

- величина перерегулирования переходной характеристики б ≤ 10.0 % ;

- время регулирования - минимальное для выбранного варианта коррекции (типа корректирующего звена).

1.4. Постройте ЛАЧХ последовательного корректирующего устрой­ства, определите и введите в ПК соответствующие параметры звена коррекции.

1.5. Проанализируйте переходный процесс в замкнутой скоррек­тированной системе и, в случае не выполнения заданных требо­ваний к качеству САР по точности и величине перерегулирования, повторите процедуру синтеза корректирующего звена, начиная с процедуры построения желаемой ЛАЧХ разомкнутой системы (п. 1.3).

1.6. При достижении заданных в количественной форме требова­ний к качеству САР проанализируйте вид фазочастотной характерис­тики разомкнутой скорректированной системы. Изменяя величину коэффициента усиления звена коррекции, исследуйте и постройте зависимости времени регулирования, величины перерегулирования и ошибки от коэффициента усиления (или добротности) разомкнутой системы. На основании проведенных исследований определите па­раметры корректирующего устройства, обеспечивающие минимальное время регулирования в системе при выполнении ранее установлен­ных ограничений (п. 1.3) на показатели качества.

1.7. Повторите процедуру синтеза корректирующего устройства (п.п. 1.3+1.5) для случая коррекции САР последовательным включе­нием в контур регулирования двух упругих звеньев при условии, что показатели качества САР должны быть обеспечены в пределах: Δуст ≤ 1.0%, б ≤ 10.0 %.

Минимизация времени регулирования в скорректированной САР при этом исследуется, как и в п. 1.6 только за счет изменения коэффициента усиления корректирующего звена.


  1   2   3   4   5   6   7

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconМетодическое пособие к курсу "психология управления"
Методическое пособие предназначено для систематизации и организации аудиторной и самостоятельной работы по курсу "Психология управления",...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconУчебно-методическое пособие по курсу система государственного и муниципального управления
Система государственного и муниципального управления: Учебно-методическое пособие / Сост. Е. Ю. Иванова-Малофеева; Федерал агентство...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconМетодическое пособие по курсу «Теория электропривода» для студентов, обучающихся по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии»
Настоящее пособие содержит описание четырех лабораторных работ по курсу «Теория электропривода», посвященных исследованию замкнутых...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconУчебно-методическое пособие для организации и проведения тренингов социальной компетентности
Кибирев А. А., Веревкина Т. А. Интерактивные методы обучения: теория и практика: Учебно-методическое пособие для студентов высших...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconУчебно-методическое пособие по курсу логика для студентов специальностей 030301 Психология
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов, начинающих изучать логику. Пособие соответствует программе курса логики...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconУчебно-методическое пособие Волгоград 2008
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов направления 210400 Телекоммуникации и специальности 210406 Сети связи и системы...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconУчебно-методическое пособие Таганрог 2010 удк 67. 99(2)94я73 Батычко В. Т. Учебно-методическое пособие по курсу «Криминология»
Батычко В. Т. Учебно-методическое пособие по курсу «Криминология». – Таганрог. Изд-во тти юфу, 2010. – С. 29

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconУчебно-методическое пособие Практическая грамматика английского языка. Учебно-методическое пособие для студентов 1-2 курсов лингвистических специальностей Шевченко М. Ю
Пособие составлено в соответствии с Государственным образовательным стандартом и включает задания и упражнения для самостоятельной...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" icon-
Методические указания предназначены для использования в процессе лабораторного практикума и курсового проектирования по курсу "Базы...

Методическое пособие для учебно-лабораторного практикума по курсу \"Теория управления\" iconО. Е. Шумилова в. П. Щербакова организация научно-исследовательского практикума учебно
Батанина И. А., Бродовская Е. В., Лаврикова А. А., Шумилова О. Е., Щербакова В. П. Организация научно-исследовательского практикума:...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница