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

2998. Установление буржуазной республики в Англии 17 века 67.5 KB
  Ситуация в Англии после первой гражданской войны. Пленением короля и падением последних роялистских опорных пунктов в Уэльсе в марте 1647 года закончилась первая гражданская война. Победа над королём вызвала рост авторитета армии Оливера Кромвеля, к...
2999. Акционерные общества и их роль в экономике 93 KB
  Приватизация в России проводилась как стратегическое преобразование, посредством которого «ничейную» якобы и потому малоэффективную собственность следовало передать действенным и эффективным собственникам, а те, обретя «чувство хозяи...
3000. Американский монетаризм, М. Фридмен и его концепция 60.5 KB
  Монетаризм представляет собой одно из наиболее влиятельных течений в современной экономической науке, относящееся к неоклассическому направлению. Он рассматривает явления хозяйственной жизни преимущественно под углом зрения процессов, протекающих в ...
3001. Основные понятия астрономии 109 KB
  Ответы к зачёту по астрономии. 1) Астрономия изучает движение небесных тел, их природу, происхождение. 2) Вселенная – часть материального мира, которая доступна исследованию астрономическими средствами, соответствующими достигнутому уровню разв...
3002. Разработка программы для решения неодномерных стационарных задач теплопроводности численным методом с использованием консервативно-разностной схемы 95 KB
  Базовый уровень подготовки инженера-энергетика в области информатики и вычислительной техники определяется необходимым набором знаний, умений и навыков в применении ЭВМ для решения различных технических задач. Специалисты этой категории, помимо умен...
3003. Повышение эффективности использования гусеничных сельско-хозяйственных тракторов тягового класса 3 путем их последова-тельного сочленения 231 KB
  Работа выполнена на кафедре Тракторы и автомобили Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Челябинский государственный агроинженерный университет. Научные руководители: доктор т...
3004. Азбука выживания в экстремальных ситуациях 89 KB
  Выбрав для своего  реферата эту тему, я ставила  перед собой цель создать, прежде всего, для себя, нечто, вроде самоучителя, справочника, настольного пособия для жизни в современном российском обществе. Очень часто в сложных и порой самых ...
3005. Общественный продукт. ВНП, способы его измерения. Система национальных счетов 84 KB
  Общественный продукт Совокупность различных видов производств в их взаимосвязи и взаимозависимости образуют национальную экономику. Результатом ее функционирования является совокупный продукт для измерения, которого используется система национ...
3006. Двигатели трехфазные асинхронные напряжением свыше 1000 В для механизмов собственных нужд тепловых электростанций 84 KB
  Настоящий стандарт распространяется на двигатели трехфазные асинхронные (далее — двигатели) с короткозамкнутым ротором, мощностью 200 кВт и более, напряжением 1000 В и выше, частотой 50 и 60 Гц, односкоростные и двухскоростные, предназначенные...