13495

СИНТЕЗ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. СТРУКТУРНАЯ КОРРЕКЦИЯ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа №12. Синтез систем автоматического регулирования. СТРУКТУРНАЯ КОРРЕКЦИЯ Дисциплина: ОПД.Ф.15. Теория автоматического управления Цель работы Изучить влияние последовательного включения различных корректирующих звеньев на свойс

Русский

2013-05-11

386 KB

6 чел.

Лабораторная работа №12.

Синтез систем автоматического регулирования.

СТРУКТУРНАЯ КОРРЕКЦИЯ

Дисциплина: ОПД.Ф.15. «Теория автоматического управления»

  1.  Цель работы

Изучить влияние последовательного включения различных корректирующих звеньев на свойства разомкнутой САУ.

  1.  Краткие теоретические сведения

Коррекция включением последовательных корректирующих звеньев один из наиболее распространенных путей коррекции свойств САУ, особенно в случае структурно неустойчивых САУ. Способ коррекции с помощью последовательного корректирующего устройства не требует сложных расчетов и прост в практическом исполнении. Поэтому он нашел широкое применение, особенно при коррекции систем, в которых используется электрический сигнал в виде напряжения постоянного тока, величина которого функционально связана с сигналом рассогласования.

2.1 Включение интегрирующего звена в статическую САУ

Если в статическую САУ последовательно с регулятором включить астатическое звено с передаточной функцией:

то САУ станет астатической, то есть теоретически она будет иметь нулевую статическую ошибку εуст = 0 (рис.1).

Рисунок 1

Включение последовательного астатического звена приведет к изменению частотных характеристик. Т.е. введение в статическую САУ последовательного интегрирующего звена переводит ее в разряд астатических САУ, повышая тем самым точность управления, но требует, как правило, специальных мер по повышению запаса устойчивости САУ, например, можно уменьшить коэффициент передачи САУ.

Кроме снижения запасов устойчивости существенным недостатком данного способа коррекции САУ является снижение частоты среза ωср, следовательно увеличение постоянной времени переходного процесса, то есть уменьшение быстродействия САУ.

2.2 Включение апериодического звена

Апериодическое звено имеет следующую передаточную функцию:

Введение в прямую цепь апериодического звена с постоянной времени значительно большей, чем у звеньев исходной САУ, повышает запас устойчивости САУ.

К достоинствам можно отнести также снижение высокочастотных помех и колебательности переходных процессов, о чем свидетельствует смещение вниз высокочастотной части ЛАЧХ. Поэтому такой прием повышения запаса устойчивости называется демпфированием с подавлением высоких частот.

Недостаток – уменьшается частота среза ωср, то есть снижается быстродействие системы.

2.3 Включение форсирующего звена

 Передаточная функция идеального форсирующего звена:

Изначально неустойчивая САУ после коррекции идеальным форсирующим звеном становится устойчивой. Кроме того, увеличивается частота среза, то есть повышается быстродействие системы. Это достоинства данного способа корректировки. Вместе с тем высокочастотная часть ЛАЧХ смещается вверх, то есть усиливается влияние высокочастотных помех. Поэтому данный способ называется демпфированием с поднятием высоких частот. Это серьезный недостаток, ограничивающий применение данного способа корректировки.

3. Порядок выполнения работы

Пусть передаточная функция исходной САУ имеет вид:

3.1 С помощью программы MATLAB необходимо:

1) составить структурную схему исходной САУ с параметрами соответствующими варианту студента (см. таблицу 1).

Таблица 1

Вариант

К

Т1

Т2

Т3

0

8

0,1

0,02

0,001

1

10

0,4

0,01

0,003

2

9

0,3

0,03

0,002

3

8,5

0,35

0,025

0,0025

4

11

0,5

0,015

0,0015

2) рассмотреть логарифмические частотные характеристики САУ;

3) включить в разомкнутую САУ последовательно интегрирующее корректирующее звено;

4) рассмотреть логарифмические частотные характеристики полученной системы;

5) определить наклон ЛФЧХ исходной и скорректированной систем;

6) определить запасы устойчивости систем;

7) найти статические ошибки  исходной и скорректированной систем и определить их астатизм;

8) сравнить найденные параметры и частотные характеристики и сделать выводы.

3.2 С помощью программы MATLAB:

1) составить структурную схему исходной САУ с параметрами соответствующими варианту студента (см. таблицу 2).

Таблица 2

Вариант

К

Т1

Т2

Т3

Та

0

37

0,05

0,02

0,001

8

1

40

0,04

0,01

0,003

6,5

2

38

0,035

0,03

0,002

7,5

3

36,5

0,03

0,025

0,0025

8,5

4

39

0,045

0,015

0,0015

7

2) рассмотреть логарифмические частотные характеристики САУ;

3) включить в разомкнутую САУ последовательно апериодическое корректирующее звено;

4) рассмотреть логарифмические частотные характеристики полученной системы;

5) определить наклон ЛФЧХ исходной и скорректированной систем;

6) определить запасы устойчивости систем;

7) сравнить обе системы и сделать выводы.

3.3 С помощью программы MATLAB:

1) составить структурную схему исходной САУ с параметрами соответствующими варианту студента (см. таблицу 3).

Таблица 3

Вариант

К

Т1

Т2

Т3

Тф(р)

0

37

0,05

0,02

0,001

0,0045

1

40

0,04

0,01

0,003

0,005

2

38

0,035

0,03

0,002

0,004

3

36,5

0,03

0,025

0,0025

0,0055

4

39

0,045

0,015

0,0015

0,005

2) рассмотреть логарифмические частотные характеристики САУ;

3) включить в разомкнутую САУ последовательно форсирующее корректирующее звено;

4) рассмотреть логарифмические частотные характеристики полученной системы;

5) определить наклон ЛФЧХ исходной и скорректированной систем;

6) определить запасы устойчивости систем;

7) сравнить обе системы и сделать выводы.

4. Содержание отчета

  1.  Цель работы.
  2.  Структурные схемы исследуемых систем.
  3.  Полученные характеристики с пояснениями.
  4.  Выводы.

  1.  Контрольные вопросы
  2.  В чем состоит особенность статического режима астатической САУ?
  3.  Можно ли добиться астатизма без включения интегрирующего звена?
  4.  Как отражается на динамических свойства САУ величина частоты среза?
  5.  Как отражается на динамических свойства САУ наклон высокочастотного участка ЛАЧХ?
  6.  Как отражается на динамических свойства САУ наклон низкочастотного участка ЛАЧХ?
  7.  Что называется демпфированием с поднятием высоких частот?
  8.  Что называется демпфированием с подавлением высоких частот?
  9.  Как изменятся динамические и статические характеристики САР при включении в регулятор интегрирующего звена?
  10.  Как изменятся динамические и статические характеристики САР при включении в регулятор астатического звена?
  11.  Как изменятся динамические и статические характеристики САР при включении в регулятор форсирующего звена?
  12.  В чем общий недостаток астатических САУ без интегрирующего звена?
  13.  Литература:
    1.  Власов К.П. Теория автоматического управления. Учебное пособие. Х.: Изд-во Гуманитарный центр, 2007. − 256 с. − ISBN 966-8324-33-1
    2.  Сенигов П.Н. Теория автоматического управления: Конспект лекций. – Челябинск: ЮУрГУ, 2001 - 93с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84884. Tracking Dog Training Into the Wind 33 KB
  Bring the dog into the sent pad with the wind to it’s back until he figures out that the damaged ground contains the food. After a couple weeks start bringing the dog to the sent pad at different angles according to the wind.
84885. Tracking to fast 31.5 KB
  I was on the road to correcting this problem working with YYY. Like I mentioned, suggestions such as more food, incredibly tasty food, pinch, double lines, butt strap, more intricate corners, tiny articles, etc., etc. came from some very accomplished trainers.
84886. Article Indication by Dennis Helms 296 KB
  The proper way for a dog to indicate an article when found is for the dog to lie down in a straight line with the track. The article should be between the dog’s front feet and he should touch it with his chin.
84887. Article Indication 31.5 KB
  First you will need some articles. Start with articles around 3 inches square, pieces of leather, wood, and carpet samples work very well. Use different materials and train on different surfaces including grass and dirt.
84888. CAN YOU TRACK YOUR OWN TRACKS 27 KB
  Knowing where your track is going and being able to find the articles is important. So important that it is time for you to go to the tracking field, without your dog, and lay a typical track. Age it for whatever time you usually age your tracks.
84889. Force Tracking training using articles 84 KB
  Dogs learn that articles are safe spots, rest spots, reward spots. Initially you will lay a straight line track with 20-30 articles. There will be an article at the scent pad. When the dog downs at ANY article you will reward (leaving the article) pet keeping the dog calm, then pick up the article...
84890. Force Track Training (the beginning) 40 KB
  I start with getting the dog to understand the platz for the long down and the article indication. When I train the platz, it is like saying my dog is ready for formal training. Up to this point, it has just been a down and was for fun and a behavioral response.
84891. Handling at Tracking Tests 28.5 KB
  It is not uncommon for a handler to help the dog find the track in a training session, especially when the dog is honestly trying to work out a difficult problem. The last thing you want to do in training is make tracking so difficult that the dog gets frustrated, thereby learning to dislike tracking.
84892. Hard Surface Tracking With the Rotterdam Holland Police 316.5 KB
  In September of this year I went back to the Police Dog Training Center in Rotterdam Holland with my friend Kevin Scheldahl. We went there with the expressed purpose of getting as much information as possible on hard surface tracking.