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

77355. ONE APPROACH TO COMPUTING ON DEMAND 26.5 KB
  Consider sitution when we wnt to provide remote ccess to such progrm using the grphicl interfce. It is not esy for mthemticin to upgrde his progrm to the scenrio described bove. This project contins description how to run the progrm list of input dt wy to trnsfer it to the progrm nd the wy to collect the results.
77356. Описание параллельных вычислений при помощи замыканий 35 KB
  Переменная n из множества NMES принимает значение истина только в том случае когда вычислен блок данных с именем являющимся и именем n. Для вычисления в функцию F передаются 1 список аргументов RGS 2 битовый вектор со значениями переменных NMES и 3 вычисленные блоки данных имена которых совпадают с именами переменных из...
77357. ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ФЕНОМЕНА ПРИСУТСТВИЯ В ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЕ 103 KB
  Цель данной работы определить круг основных понятий связанных с человеческим фактором в контексте виртуальной реальности. В литературе приводятся такие понятия как виртуальная реальность среда виртуальной реальности виртуальная среда иммерсивная виртуальная среда присутствие англ.
77358. О реальности автоматизации отладки счетных программ 26.5 KB
  Современные отладчики позволяя осуществлять мониторинг по ходу исполнения программы помогают в локализации ошибок. Для таких систем нужна эталонная программа или эталонный запуск сохраняющий информацию о ходе выполнения программы. В частности о неправильности может сигнализировать сбой программы типа деления на ноль некорректного обращения к памяти или срабатывания ssertусловия. В случае плавающей ошибки анализируя выдачи программы при разных запусках можно попытаться обнаружить отличающиеся значения.
77359. Средства визуальной поддержки процесса распараллеливания последовательных программ 187 KB
  Одной из важных задач поддержки и организации супервычислений является задача распараллеливания огромных объемов прокладных программ, созданных в предшествующую эпоху для последовательных ЭВМ. Эти программы успешно решали задачи математической физики, моделирования химических процессов, небесной механики и др. После появления современных параллельных вычислителей с 1000 и 10 000 процессоров встает проблема превращения надежных и проверенных кодов в эффективные и мобильные параллельные программы.
77360. Параллельный рендеринг воксельной графики 27.5 KB
  В данной статье описывается разработка средств распараллеливание воксельной графики используемой для представления больших объемов данных получаемых в результате компьютерного моделирования сложных процессов. Обычно данных представляются в виде 3х мерного массива. Затем вычисляется ближайшая точка пересечения этого луча с областью данных параллелограммом. После этого алгоритм движется по трёхмерному массиву данных с шагом в одну ячейку до попадания в не пустую точку.
77361. Вопросы выбора архитектуры интерактивного взаимодействия с параллельными программами 120 KB
  озможность интерактивного взаимодействия с суперкомпьютерной программой при проведении расчётов по сравнению с пакетной обработкой задач может существенно повысить эффективность труда исследователя. Однако организация такого взаимодействия сопряжена с рядом трудностей связанных с устоявшейся методикой программирования и проведения расчётов. Один из ключевых моментов построения такого взаимодействия выбор правил и принципов построения связи со счетными программами.
77362. DATAFLOW-BASED DISTRIBUTED COMPUTING SYSTEM 39.5 KB
  The method is bsed on the following concepts: storge tsk nd rule. Storge stores nmed dt on which three opertions could be pplied crete write red nd delete. Every item in the storge is selfsufficient nd contins dt some metinformtion nd hs unique nme. The term tsk identifies the progrm which could red dt with specific nmes from the storge nd generte new dt items which will be written into the storge s result of tsk execution.
77363. ПОИСК НОВЫХ ПОДХОДОВ К ВИЗУАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ 33 KB
  Важная проблема разработки систем компьютерной визуализации связана с выбором методов представления данных возникающих в связи с описанием сложных процессов. Такие подходы появляются в различных областях компьютерной визуализации см. Нужен дополнительный поиск более простых метафор визуализации позволяющих более эффективно анализировать абстрактные данные.