14652

Анализ устойчивости и коррекция САР по частотным характеристикам и по полюсам, анализ частотных характеристик типовых динамических звеньев САР и их соединений

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2 Анализ устойчивости и коррекция САР по частотным характеристикам и по полюсам анализ частотных характеристик типовых динамических звеньев САР и их соединений. Цель: 1построить и провести анализ: амплитуднофазовых часто

Русский

2013-06-09

619.51 KB

14 чел.

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

«Анализ устойчивости и коррекция САР по частотным характеристикам и по полюсам, анализ частотных характеристик типовых динамических звеньев САР и их соединений».

Цель:

1)построить и провести анализ:

- амплитудно-фазовых частотных характеристик,

- логарифмических частотных характеристик,

- годографа Михайлова.

2) Определить полюсы, нули и коэффициенты передаточных функций (разомкнутой и замкнутой системы).

3) Построить графики частотных характеристик ряда типовых звеньев.

Порядок выполнения работы

1)Анализ амплитудно-фазовых частотных характеристик

Этап 1 - исследование устойчивости исходной САР.

Строим  структурную схему для определения частотных характеристик САР:

Вводим параметры частотного анализа для расчета Lm() (ЛАХ) и () (ФЧХ) разомкнутой САР:

  1.  Начальная частота - 0.01 с - 1
  2.  Конечная частота - 1000 с - 1
  3.  Число точек вывода - 250
  4.  Относительное приращение для Якобиана - 0.001
  5.  Абсолютное приращение для Якобиана - 10 - 6 
  6.  Входы - переменная Вход
  7.  Выходы - переменная Выход

И рассчитываем частотные характеристики:

Вывод: открываем  таблицу данных расчета, находим строку соответствующую lg(w) = 1.0413 , и убеждаемся , что Lm(w) > 0 (0.141233), а фазовый сдвиг f(w) < -180º (-184.6). Следовательно, при замыкании САР единичной обратной связью она будет неустойчивой.

Закрываем  ЛАХ,ФЧХ ,открываем вид  годографа Найквиста и начинаем расчет:

Получается годограф замкнутой САР:

Скорректируем :

годограф  разомкнутой САР

Вывод:   линия годографа разомкнутой САР  охватывает точку (-1, 0·i),  то исходная САР в замкнутом состоянии будет неустойчива.

Этап 2 -исследование устойчивости скорректированной САР

Изменяем  коэффициент k1 в блоке W_1(s) на 0.35 и начинаем расчет, получается:

годограф  разомкнутой САР

Скорректируем:

годограф замкнутой САР

Вывод: Линия годографа разомкнутой САР  не охватывает точку (-1, 0·i), скорректированная САР в замкнутом состоянии будет устойчива.

Из критерия Найквиста известно, что САР, находящаяся на апериодической границе устойчивости в разомкнутом состоянии, станет устойчивой при ее замыкании единичной главной обратной связью, если график ЛАХ пересекает линию 0 дБ раньше, чем график ФЧХ линию - 180°

Вывод: Анализ графиков f(w) и Lm(w) показывает, что при замыкании единичной обратной связью САР станет устойчивой.

Этап 3 - анализ устойчивости САР с использованием критерия Михайлова.

Замкнем обратную связь, введя в диалоговом окне блока главное сравнивающее устройство значение 2-го весового коэффициента (-1) ,вернем исходное значение коэффициента усиления в блоке  W_1(s) (k1 = 1).

Анализ первого графика  показывает, что при изменении w от нуля до бесконечности изменение аргумента Darg D(i·w) = 4·p/2.

Первый график

Скорректируем:

Поведение кривой Михайлова на втором графике показывает, что последовательный переход из квадранта в квадрант не соблюдается: точка (1, 0) при w = 0 -> 1-ый квадрант -> 2-ой квадрант -> 1-ый квадрант -> 4-ый квадрант.

Второй график

Вывод: исходная САР неустойчива.

Изменим  значение k1 (k1 = 0.35).

Вид кривой Михайлова на третьем графике показывает, что при изменении w от нуля до бесконечности изменение аргумента Darg D(i·w) = 4·p/2.

Третий график

Скорректируем:

Поведение кривой Михайлова на четвертом графике показывает, что последовательный переход из квадранта в квадрант соблюдается: точка (1, 0) при w = 0 -> 1-ый квадрант -> 2-ой квадрант -> 3-ий квадрант -> 4-ый квадрант

Четвертый график

Вывод: скорректированная САР устойчива.

2)Определение полюсов, нулей и коэффициентов передаточных функций

Вернем исходное значение скоростной эффективности интегрирующего регулятора (k1 = 1)и разомкнем  главную обратную связь и начинаем расчет:

Замкнем главную обратную связь и начинаем расчет:

Изменим значение коэффициента k1 на 0.35, при котором замкнутая САР должна быть устойчивой и начинаем расчет:

Вывод:

3)Построение графиков частотных характеристик ряда типовых звеньев

построим для каждого из перечисленных ниже звеньев следующие частотные характеристики:
- графики годографов АФЧХ (годографов Найквиста);
- графики Lm(w) (ЛАХ);
- графики ФЧХ.

Список типовых звеньев, для которых построим вышеуказанные частотные характеристики:
1. Апериодическое звено 1-го порядка: К1 = 10; Т1 = 1 с; К2 = 10; Т2 = 10 с.
2. Колебательное звено: К1 = 10; Т1 = 1 с; ß1 = 0.8; К2 = 10; Т2 = 1 с; ß2 = 0.2.
3. Инерционно-дифференцирующее звено: t1 = 10 с; Т1 = 1 с; t2 = 10 с; Т2 = 10 с


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2227. Краткий поурочный грамматический справочник 180.41 KB
  Глаголы и их формы. Личные и притяжательные местоимения. Будущее неопределенное время.
2228. АНАЛИЗ РЕЖИМА АВТОКОПАНИЯ ЭКСКАВАТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА 191.77 KB
  В статье обсуждаются вопросы организации режима автокопания в рамках системы управления электропривода экскаваторов.
2229. Стоковые выбросы в начале ХХ века 13.31 KB
  Затраты на очистку ущерба, причиненного загрязнением, естественно, не возлагается на тех, кто вызывает его. Хотя многие компании, действующие как хорошие граждане прилагают усилия для защиты окружающей среды; существует небольшой экономический стимул для них, что бы делать это.
2230. Египетский урок французского абсурда, или Опасные капризы из Гизы 13.95 KB
  Является ли французский драматург-абсурдист Эжен Ионеско, совершенно бессмысленный и беспощадный на первый (неопытный) взгляд, программным автором для тех, кто к ярым театралам и добросовестным филологам себя не причисляет.
2231. Железо-углеродистые сплавы 18.48 KB
  ОСНОВНЫЕ РАВНОВЕСНЫЕ ФАЗЫ И СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ.
2232. Психология личности 1.13 MB
  Проблема человека в системе современного научного знания. Личность в философии, социологии и психологии. Личность в отечественной психологии. Концепции личности К.К. Платонова. Учение Б.Г. Ананьева о человеке. Направленность в структуре личности.
2233. Религия в древнем Египте 15.77 KB
  Религиозные верования в ранних обществах. Фетишизм - наделение предметов сверхъестественными свойствами. Древнеегипетское общество.
2234. Голография и ее применение 1.04 MB
  Физические принципы голографии. Голографические оптические элементы. Голографические запоминающие устройства. Носители информации для голографических запоминающих устройств. Голографические запоминающие устройства двоичной информации.
2235. Деньги, их сущность и функции 15.92 KB
  Деньги - всеобщий эквивалент, всеобщее покупательное средство. Главная черта денег-свойство абсолютной ликвидности.