51354

КОРРЕКЦИЯ ЗАМКНУТОЙ САУ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Определение характеристик разомкнутой системы 1. Собрать схему исследования разомкнутой системы автоматического регулирования. Сделать вывод об устойчивости или неустойчивости замкнутой системы построенной на основе такой разомкнутой системы. По величине запаса фазы определить тип переходной характеристики замкнутой системы полученной на основе анализируемой разомкнутой системы колебательная апериодическая близкая к апериодической с небольшим перерегулированием.

Русский

2014-02-10

200.72 KB

5 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

КОРРЕКЦИЯ ЗАМКНУТОЙ САУ

1. Определение характеристик разомкнутой системы

1.1. Собрать схему исследования разомкнутой системы автоматического регулирования . Система состоит из звена вычитателя X1, регулятора и объекта. Регулятор и объект – это усилители с равной верхней частотой среза. Их суммарный коэффициент усиления равен 1000.

1.2. В режиме анализа Transient получить переходную характеристику (переходную функцию) разомкнутой САУ (реакцию на единичный скачок). Время расчета 2 мс. Максимальный шаг расчета 1 мкс. На одном графике вывести напряжение в узле In, на втором – напряжение в узлах Out. Перенести графики в отчет.

1.3. В режиме анализа AC получить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САУ. Частотный диапазон 10 Гц–1 МГц, число точек 1001, шаг по оси частот логарифмический. Масштаб для по оси Y для ЛАЧХ от -60 до 80 дБ, шаг сетки 20 дБ. Масштаб для по оси Y для ЛФЧХ от -270º до 90º, шаг сетки 90º. Перенести графики в отчет.

1.4. Определить запас по фазе и запас по амплитуде. Сделать вывод об устойчивости или неустойчивости замкнутой системы, построенной на основе такой разомкнутой системы. По величине запаса фазы определить тип переходной характеристики замкнутой системы, полученной на основе анализируемой разомкнутой системы (ко-лебательная, апериодическая, близкая к апериодической с небольшим перерегулированием).

Запас по фазе = -178+180= 2 – запас по фазе положительный, значит система будет устойчивой.

Запас по амплитуде приблизительно равен 11 Дб, следовательно система будет устойчивой.

2. Определение временных характеристик замкнутой нескорректированной системы

2.1. В схеме  замкнуть ключ Switch1. Получится замкнутая система автоматического управления, поддерживающая на выходе напряжение, равное входному сигналу In.

2.2. В режиме анализа Transient получить переходную характеристику (переходную функцию) замкнутой САУ (реакцию на единичный скачок). Время расчета 2 мс. Максимальный шаг расчета 1 мкс. На одном графике вывести напряжение в узле In, на втором – напряжение в узлах Out. Перенести графики в отчет.

2.3. .Определить величину перерегулирования и время выхода на режим (время установления переходного процесса). Полученные результаты внести в отчет.

Время выхода на режим 202m.

Величина перерегулирования: 1.8.

3. Коррекция системы при помощи инерционного звена

3.1. Коррекция при помощи инерционного звена является простейшим типом коррекции замкнутой системы. Для того, чтобы замкнутая система была устойчивая и не было колебаний при выходе на режим, необходимо, чтобы частотная характеристика разомкнутой системы пересекала уровень 0дБ с наклоном 20 дб/дек.

Инерционное звено обеспечивает спад 20дб/дек начиная с частоты среза для этого звена. Частота среза ω определяется постоянной времени звена: ω=1/T или f=1/(2πT).

T=0.12.

3.2. Определить постоянную времени инерционного звена, необходимого для коррекции заданной САУ. Включить в состав САУ последовательное инерционное корректирующее звено. Задать для инерционного звена вычисленную постоянную времени.

3.3. В режиме анализа AC получить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САУ. Частотный диапазон 0.1 Гц–1 МГц, число точек 1001, шаг по оси частот логарифмический. Мас- штаб для по оси Y для ЛАЧХ от -60 до 80 дБ, шаг сетки 20 дБ. Масштаб для по оси Y для ЛФЧХ от -270º до 90º, шаг сетки 90º. Перенести графики в отчет.

3.4. Замкнуть ключ Switch1. В режиме анализа Transient получить переходную характеристику (переходную функцию) замкнутой САУ (реакцию на единичный скачок). Время расчета 4 мс. Максимальный шаг расчета 1 мкс. На одном графике вы вести напряжение в узле In, на втором – напряжение в узлах Out. Перенести графики в отчет.

3.5. .Определить величину перерегулирования и время выхода на режим (время установления переходного процесса). Полученные результаты внести в отчет.

Время выхода на режим: 1.621m

Величина перерегулирования:1.45.

4. Оптимальная коррекция САУ методом асимптотических ЛАЧХ

Недостатком коррекции при помощи инерционного звена является очень сильное уменьшение быстродействия скорректированной системы (время выхода на установившейся режим значительно увеличивается). Для повышения быстродействия можно сформировать АЧХ системы, которая будет иметь наклон 20 дБ/дек лишь вблизи уровня 0дБ, а на меньших частотах – 40дБ или 60дБ. (начиная с частоты среза нескорректированной системы). Этот метод используется при выполнении курсовой работы и принципы построения ЛАЧХ скорректированной системы были рас- смотрены в ходе консультации по КР.

4.1. По ЛАЧХ разомкнутой нескорректированной системы , полученной в п. 1.3 построить асимптотическую ЛАЧХ.

4.2. Построить желаемую асимптотическую ЛАЧХ скорректированной системы. Определить тип корректирующих звеньев, которые необходимо включить в САУ для получения желаемой ЛАЧХ. Определить постоянные времени этих звеньев.

4.3. Построить схему скорректированной САУ .

F1=1.686 kГц;T=9u;(T=34u).

F2=15.96kГц;

F3=164.76kГц;

w1=10588,08

w2=1034692;T=0.096n

4.4. В режиме анализа AC получить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САУ. Частотный диапазон 10Гц–1 МГц, число точек 1001, шаг по оси частот логарифмический. Масштаб для по оси Y для ЛАЧХ от -60 до 80 дБ, шаг сетки 20 дБ. Масштаб для по оси Y для ЛФЧХ от -270º до 90º, шаг сетки 90º. Перенести графики в отчет.

4.5. Сравнить полученную ЛАЧХ с желаемой асимптотической скорректированной ЛАЧХ. При несовпадении внести коррективы в постоянные времени звеньев и повторить п. 4.4.

4.6. Определить запас по фазе и запас по амплитуде. Сделать вывод об устойчивости или неустойчивости замкнутой системы, построенной на основе такой разомкнутой системы. По величине запаса фазы определить тип переходной характеристики замкнутой системы, полученной на основе анализируемой разомкнутой системы (ко-лебательная, апериодическая, близкая к апериодической с небольшим перерегулированием).

4.7. Замкнуть ключ Switch1. В режиме анализа Transient получить переходную характеристику (переходную функцию) замкнутой САУ (реакцию на единичный скачок). Время расчета 100 мкс. Максимальный шаг расчета 10 нс. На одном графике вывести напряжение в узле In, на втором – напряжение в узлах Out. Перенести графики в отчет.

4.8. .Определить величину перерегулирования и время выхода на режим (время установления переходного процесса). Полученные результаты внести в отчет.

Время выхода:26.3u;(17.6u).

Величина перерегулирования:1.559.(1.090)

4.9. Сравнить полученные результаты с результатами п. 3.5. Сделать вывод о быстродействии полученной скорректированной системы автоматического регулирования.

Вывод: получили более быстро действенную и точную систему.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3221. Технологические харатеристики детали 532 KB
  Данная деталь называется «вал-шестерня» и служит для установки сопрягаемых деталей и передачи вращающего момента. Вал устанавливается в корпусе редуктора с помощью двух подшипников. Вращение передается через шпонку.
3222. Проектирование кулисного механизма 306.5 KB
  Одной из ведущих отраслей современной техники является машиностроение. По уровню развития машиностроения судят о развитии производительных сил в целом. Прогресс машиностроения в свою очередь определяется созданием новых высокопроизвод...
3223. Теория информационных процессов и систем 393 KB
  Теория информационных процессов и систем : методические указания к лабораторным работам № 1–4 для студентов специальности 071900 «Информационные системы и технологии» сост. А. В. Левенец. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та, 2...
3224. Предмет физики и его связь со смежными науками 327 KB
  Предмет физики и его связь со смежными науками. Физика (природа в переводе с греческого) - одна из основных наук о природе, изучающая общие свойства и законы движения вещества физических полей. В современном виде физика включает в себя следующие осн...
3225. Генератор импульсных последовательностей 295 KB
  Техническое задание. Спроектировать генератор двух идентичных псевдослучайных последовательностей, сдвинутых во времени. Временной сдвиг может изменяться от 0 до 99999 мкс с шагом 1 мкс. Период последовательности T = 65535 мкс. Длительность импул...
3226. Выполнение аналитического исследования для получения экономической информации при принятии определенного управленческого решения 128.85 KB
  Введение Цель подготовки курсовой работы – приобретение студентами навыков самостоятельного выполнения аналитических исследований по вопросам оценки эффективности экономико-финансовой деятельности предприятия, сбора необходимой для этого эконом...
3227. Технология и оборудование машиностроительного производства. Деталь штуцер 301 KB
  Объект исследования - штуцер. Цель курсового проекта- составление технологического процесса изготовления детали, подбор и проектирование технологической оснастки для изготовления с требуемым качеством и минимальной себестоимостью.
3228. Проектирование станочного приспособления для обработки детали 100.31 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА. Пользуясь табличным способом определения типа производства, данное производство является мелкосерийным. Такт выпуска деталей: где Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования (час). N - объем выпуска ...
3229. Кредитования малых предприятий коммерческими банками 600 KB
  Проблемы кредитования малых предприятий коммерческими банками в современных условиях 1.1 Малый бизнес и его роль в экономике страны Одним из основных факторов социально-экономического развития современного общества и характерным признаком рыночной...