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

15 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

2664. Экология как наука. Предмет и задачи экологии 237 KB
  Предмет и задачи экологии. Предмет экологии – совокупность связей между организмом и средой. Экология – наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганиченные...
2665. Социальная психология. Особенности предмета исследования социально психологии 1.8 MB
  Настоящее издание предпринято через восемь лет после последнего выхода учебника в свет. Как минимум два обстоятельства потребовали существенных изменений. Прежде всего, это значительные изменения в самом предмете исследования, т.е. в социально-психо...
2666. Биоэнергетика – альтернативное моторное топливо 1.39 MB
  Мир вступает в эру биоэкономики, т. е. экономики, основанной на биотехнологиях, использующих возобновляемое сырье для производства энергии и материалов. Международная энергетическая ассоциация (IEA) прогнозирует, что к 2030 г. производство биотоплив...
2667. Основы стандартизации как инструмента обеспечения качества 441.5 KB
  Стандартизация является инструментом обеспечения качества продукции, работ и услуг – важного аспекта многогранной коммерческой деятельности. Проблема качества актуальна для всех стран независимо от зрелости их рыночной экономики. Чтобы стать уч...
2668. Исследование характеристик конструкционных материалов 145.5 KB
  Диаграмма состояния железо-цементит. Проведена вертикальная линия соответствующая 0,2% содержания углерода. Точки 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 соответствуют изменениям сплава при медленном охлаждении. На промежутке от точки 1 до 2, сплав...
2669. Основы общей психологии 1.51 MB
  Классический труд С.Л. Рубинштейна Основы общей психологии относится к числу наиболее значительных достижений отечественной психологической науки. Широта теоретических обобщений в сочетании с энциклопедическим охватом исторического и экспериментал...
2670. Механическая обработка детали на универсальных станках с ЧПУ 591.31 KB
  Главными направлениями повышения эффективности народного хозяйства страны являются ускорение научно-технического прогресса, перевод экономики на интенсивный путь развития, рост производительности труда, повышение качества и количества выпуск...
2671. История Кыргызстана 683 KB
  История Кыргызстанаэ Первобытнообщинный строй. Первые следы человеческой деятельности на Тенир-Тоо. Первые достоверные следы человека на территории Кыргызстана относятся к палеолиту — древнекаменному веку (800—100 тыс. лет). Самые древни...
2672. Определение структуры технологических процессов (систем) 103.5 KB
  Определение структуры технологических процессов (систем). Содержание лабораторной работы Цель работы - выработать навыки получения  модели технологической процесса (системы) на основе анализа и син...