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

47075. Уборка винограда. Виды сбора. Механизация процессов уборки. Дайте технологическую характеристику различных типов виноградоуборочных машин 52.7 KB
  К игристым свойствам относят способность вина в течение продолжительного времени выделять большое количество мелких пузырьков диоксида углерода. Пенистые свойства характеризуют по продолжительности существования на поверхности вина или у стенок сосуда небольшого слоя мелкоячеистой плотной пены непрерывно возобновляемого за счет пузырьков СО2 выделяющихся из вина. Игристые и пенистые свойства вина взаимосвязаны и обусловлены рядом общих факторов. Они зависят от химического состава вина содержания в нем растворенной и связанной форм диоксида...
47077. Правовое регулирование финансово-хозяйственной деятельности коммерческих и некоммерческих организаций книжного бизнеса 53 KB
  В связи с тем что в настоящее время отменен региональный налог с продаж к сфере книжного бизнеса относятся только следующие федеральные налоги: налог на добавленную стоимость НДС налог на прибыль организаций НПО единый социальный налог ЕСН а также налог на доходы физических лиц НДФЛ последний мы не рассматриваем. Налогоплательщиками являются российские организации и иностранные организации осуществляющие свою деятельность в РФ через постоянные представительства и или получающие доходы от источников в РФ ст. К доходам для...
47078. Информационные издания 53 KB
  В зависимости от характера включаемой информации и целевого назначения ИИ подразделяются на: библиографические издания которые включают только библиографические сведения о документах а также в отдельных случаях краткую аннотацию текущие рекомендательные ретроспективные библиографические указатели реферативные В реферативных изданиях наряду с библиографическими сведениями дается краткое изложение содержания документа реферативные журналы реферативные сборники экспресс-информации и информационные листки обзорные Обзорное...
47079. Инвестиции и инвестиционная деятельность 53.22 KB
  Назовите величины связывающие уравнение линейной регрессии в данной модели: дисперсии случайных ошибок акций портфеля @доходности конкретной акции портфеля и доходности рыночного портфеля ожидаемой доходности портфеля и дисперсии портфеля доходности рыночного портфеля и дисперсию доходностей рыночного портфеля Если коэффициент корреляции равен 1 то: @значения переменных движутся в точно противоположных направлениях переменные никак не соотносятся друг с другом значения 2х переменных изменяются абсолютно синхронно Кривые безразличия...
47081. Натюрморт в зарубежной и русской живописи 54 KB
  и имевшие у современников ошеломляющий успех открыли дорогу жанру натюрморта в искусстве многих стран. Радость и полнота восприятия жизни родоначальников жанра натюрморта продолжает восхищать почитателей искусства. Венецианов понимая значение натюрморта в учебном процессе настоятельно советовал своему бывшему ученику А. Графику натюрморта невозможно рассматривать без связей с живописью натюрморта.