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

8130. Модели представления и обработки неопределенных знаний. Коэффициенты уверенности Шортлифа 71 KB
  Модели представления и обработки неопределенных знаний. Коэффициенты уверенности Шортлифа. (Конспект) Представление и обработка в ЭС неопределенных знаний Экспертным знаниям, как правило, присуща неопределенность. В инженерии знаний принято выделять...
8131. Нечеткие множества. Лингвистическая переменная. Нечеткая логика. Нечеткий вывод. Композиционное правило вывода 142.5 KB
  Нечеткие множества. Лингвистическая переменная. Нечеткая логика. Нечеткий вывод. Композиционное правило вывода. (Конспект) В основе понятия нечеткого множества (НИ) лежит представление о том, что обладающие общим свойством элементы некоторого множес...
8132. Байесовские сети 75.5 KB
  Байесовские сети (Конспект) Теорема Байеса: Пусть Ai - полная группа несовместных событий, тогда формула Байеса (формула перерасчета гипотез) и B некоторое событие положительной вероятности Доказательство следует из теоремы умножения и формулы...
8133. Модели планирования действий в системах искусственного интеллекта 94.5 KB
  Модели планирования действий в системах искусственного интеллекта Задача планирования. Язык описания состояний и действий. Планирование на основе поиска в пространстве состояний. Планированием называется процесс выработки последовательности действий...
8134. Планирование с помощью пропозициональной логики. Планирование с частичным упорядочением. Графы планирования 62.5 KB
  Планирование с помощью пропозициональной логики. Планирование с частичным упорядочением. Графы планирования Данный подход основан на проверке выполнимости логического высказывания, модель которого выглядит примерно так: Начальное состояние...
8135. Планирование действий в реальном мире. Условное планирование. Непрерывное планирование 45.5 KB
  Планирование действий в реальном мире. Условное планирование. Непрерывное планирование. В ряде реальных проблемных областей необходимо указание времени начала и окончания действий. Например, в проблемной области транспортировки грузов...
8136. Обучение в системах искусственного интеллекта 92 KB
  Обучение в системах искусственного интеллекта Формы обучения. Обучение на основе наблюдений. Индуктивное обучение. Построение деревьев решений. Один из центральных элементов интеллектуального поведения -способность приспосабливаться или учиться...
8137. Обучение с использованием знаний. Логическая формулировка задачи обучения 78.5 KB
  Обучение с использованием знаний. Логическая формулировка задачи обучения Обучение с использованием знаний Рассмотрим логические связи между гипотезами, описаниями примеров и классификациями. Пусть Descriptions обозначает коньюнкцию всех описаний пр...
8138. Статистические методы обучения. Обучение с полными данными. Метод максимального правдоподобия. Обучение байесовских сетей 65.5 KB
  Статистические методы обучения. Обучение с полными данными. Метод максимального правдоподобия. Обучение байесовских сетей. Основными понятиями при использовании статистических методов обучения продолжают оставаться данные и гипотезы, но данные рассм...