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

4 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

23088. Реєстрація спектрів випромінювання 167 KB
  Вимірювання форми імпульсу випромінювання. Реєстрація спектрів випромінювання. Терміни та визначення Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла.
23089. Фотоелектронний помножувач 310 KB
  Опис спектрофотометра СФ5 У цій лабораторній роботі Ви познайомитеся з пристроєм принципом дії характеристиками фотоелектронного помножувача ФЕП особливостями методики вимірювання цих характеристик а також способами реєстрації слабких світлових потоків за допомогою ФЕП. Схема включення ФЕП показана на мал. Після nго динода електрони збираються на аноді ФЕП. Якщо струм катода ic то анодний струм ФЕП 1 де темновой струм mго динода.
23090. ФОТОДІОДИ 172 KB
  У рівноважному стані рівні Фермі обох напівпровідників вирівнюються а енергетичні зони утворять потенційний бар'єр для основних носіїв мал. Мал. При прикладанні до pnпереходу зовнішньої напруги в прямій полярності тобто до pобласті та до nобласті бар'єр знижується мал. При зворотному зміщенні pnпереходу зовнішнє поле складається з внутрішнім підвищуючи потенційний бар'єр мал.
23091. ЕЛЕКТРОМЕТР 319.5 KB
  Електрометричний вимірювач струму. Опис спектрофотометра СФ5 Ця лабораторна робота знайомить із принципами вимірювання і будовою електрометричних вимірювачів струму їхньою конструкцією і способами визначення основних характеристик що дозволяють використовувати такі прилади разом з фотоелектронними помножувачами ФЕП і фотодіодами ФД для реєстрації слабких потоків випромінювання. За допомогою електрометричних вимірювачів реалізується метод виміру постійного струму застосовуваний для таких приймачів випромінювання що мають малий рівень...
23092. Рівняння максвела як узагальнення експериментальних фактів 70.5 KB
  Рівняння максвела як узагальнення експериментальних фактів. Рівняння Максвела сформульовані на основі узагальнення емпіричних законів електричних та магнітних явищ. Ці рівняння зв’язують величини що характеризують електромагнітне поле з його джерелами та з розподілами в просторі електричних зарядів та струмів. Перше рівняння максвела є узагальненням емпіричного закону БіоСавара.
23093. Магнітні властивості речовини 36 KB
  Пара та діа магнетиками називаються речовини які за відсутності магнітного поля завжди не намагнічені і які характеризуються однозначною залежністю між вектором намагнічування I и напруженістю статичного магнітного поля Н. Зокрема у слабких магнітних полях ця залежність лінійна: причому для парамагнетиків χ 0 а для діамагнетиків χ 0. Феромагнетиками називаються тверді тіла які можуть мати спонтанну намагніченість тобто намагнічені вже при відсутності магнітного поля. Магнітна сприйнятливість феромагнетику є функцією напруженості...
23094. Рівняння для електромагнітних потенціалів, їх розв’язок у вигляді запізнювального потенціалу 91.5 KB
  Рівняння для електромагнітних потенціалів їх розв’язок у вигляді запізнювального потенціалу. Система рння Максвелла: Перше рівняння М. Підставивши у 3 рння М. Використовуючи те що потенціали вибираються не однозначно рння не зміняться якщо зробити заміну це калібрувальна інваріантність.
23095. Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN как развитие технологии Ethernet 151 KB
  В результате поисков и исследований специалисты разделились на два лагеря, что в конце концов привело к появлению двух новых технологий — Fast Ethernet и 100VG-AnyLAN. Они отличаются степенью преемственности с классическим Ethernet.
23096. Розсіяння електромагнітних хвиль зарядами. Формула Томсона 76.5 KB
  Розсіяння електромагнітних хвиль зарядами. Цей рух в свою чергу супроводжується випромінюванням в усі боки: відбувається розсіяння початкової хвилі. Нехай енергія яка випромінюється системою в тілесний кут в 1с при тому що на неї падає хвиля з вектором Пойнтінга Тоді переріз розсіяння риска означає усереднення по часу Розглянемо розсіяння що проводиться одним нерухомим зарядом вільним зарядом. отримана зарядом швидкість припускається малою 2 1 в 2: одиничний вектор в напрямку розсіяння.