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

36014. Специфика строения и физиологии клеток растений 35.5 KB
  фотосинтез протекает при участии фотосинтезирующих пигментов обладающих уникальным свойством преобразования энергии солнечного света в энергию химической связи в виде аТФ. Строение хлоропласта: во внутренней мембране тилакоидов гран содержатся фотосинтетические пигменты а также белки цепи переноса электронов и молекулы фермента АТФсинтетазы. К ней относятся: поглощение хлорофиллом квантов света образование молекулы АТФ и фотолиз воды. При достижении критической величины разности потенциалов сила электрического поля начинает...
36015. Динамика экосистем. Экологические сукцессии 35.5 KB
  Экологические сукцессии. Затем по мере появления растений растущих более медленно скорость сукцессии снижается. Постепено по мере смыкания крон березы светолюбивые виды характерные для начальных стадий сукцессии начинают исчезать и уступают место теневыносливым. Антропогенные сукцессии сукцессии происходящими в результате воздействия человека на природные экосистемывыпас скота рубка лесов распашка земель.
36017. Оператор SELECT. Переименование атрибутов и отношений в операторе SELECT. Ключевое слово WHERE. Сортировка результатов запросы по значению атрибута 31 KB
  Раздел WHERE используется совместно с SQL DML операторами в следующей форме: SQLDMLвыражение FROM TBLE_NME WHERE predicte Все записи для которых значением предиката раздела WHERE является истина будут задействованы или возвращены в SQL DML выражении или запросе. Типы предикатов используемых в предложении WHERE: сравнение с использованием реляционных операторов = равно не равно = не равно больше меньше = больше или равно = меньше или равно BETWEEN IN LIKE CONTINING IS NULL EXIST NY LL SELECT first_nme lst_nme dept_no FROM...
36018. Происхождение кириллицы. Буквенный состав русского алфавита, значение букв и принцип функционирования русской графики 35.5 KB
  Кирилл взял славянские буквы и 8 греческих и написал кириллицу. Черноризец Хребр – черты и резы – своеобразные русские буквы. Глаголица – 43 буквы кириллица – 38. На тот момент в ней было по видимому 43 буквы.
36019. ТЕОРИЯ ЭКОНОМИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ 35 KB
  Страны лидеры в мировой добыче и экспорте нефти природного газа железной руды и Т. Специализированная продукция вывозится в другие страны а ей навстречу идут потоки других товаров. Половина внешнеторгового оборота приходится на страны Западной Европы имеющие обширную взаимную торговлю в рамках единого Европейского союза. ТЕОРИЯ ЭКОНОМИКОГЕОГРАФИЧЕСКОГО ПОЛОЖЕНИЯ Районирование стран регионов территорий внутри страны важнейший метод исследования географии можно проводить по оценке их особенностей в природе экономике размещению...
36020. Экономический механизм природопользования 35 KB
  Данный тип экономического механизма направлен главным образом на ликвидацию негативных экологических последствий слабо влияя при этом на темпы и масштабы развития. Помимо экологических стандартов нормативов административное регулирование предполагает широкое применение правовых рычагов мер административного воздействия на виновников загрязнения запреты ограничения лицензии и пр. В мировой практике широкое распространение получил такой инструмент административного регулирования природопользования как лицензирование под которым...
36021. Сохранение биологического разнообразия 35 KB
  Цели Конвенции: сохранение биоразнообразия. В Конвенции имеется статья Сфера юрисдикции которая определяет что Конвенция распространяется на все компоненты биоразнообразия в пределах национальной юрисдикции каждого участника Конвенции а также на процессы и деятельность осуществляемые под юрисдикцией или контролем участника независимо от места проявления последствий. Согласно Конвенции каждая Договаривающаяся Сторона разрабатывает национальные стратегии планы или программы сохранения и устойчивого использования биоразнообразия а также...
36022. Первичный ключ. Внешний ключ. Ссылочная целостность. Базовые ссылочные действия, определенные в стандарте языка SQL 33.5 KB
  В таком случае в реляционной модели по традиции по крайней мере в случае базовой переменнойотношения один из потенциальных ключей должен быть выбран в качестве первичного ключа а все остальные потенциальные будут называться альтернативными. Поэтому в качестве первичного ключа как правило выбирают тот который имеет наименьший размер физического хранения и или включает наименьшее количество атрибутов. Если не придерживаться формальностей то внешний ключ можно определить как множество атрибутов одной переменнойотношения R2 значения...