66507

СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Построим переходные и частотные характеристики непрерывной и дискретной модели: Рис. Переходная характеристика непрерывной системы Рис. Переходная характеристика дискретной системы Рис. Частотные характеристики непрерывной системы...

Русский

2014-08-22

539.92 KB

0 чел.

ГОУ ВПО «Сургутский государственный университет

Ханты-Мансийского автономного округа – Югры»

 

                                                            

Факультет автоматики и телекоммуникаций

                                                     Кафедра автоматики и компьютерных систем

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №10

«СИНТЕЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ С ОБРАТНОЙ  СВЯЗЬЮ»

Выполнил: студент группы 12-91,

Кургузов В.В.

Принял: старший преподаватель,

Паук Е.Н.

Сургут

2012

Цель работы:

Получение практических навыков синтеза дискретных систем методом корневого годографа.

Ход работы

1. Получим передаточную функцию привода жесткого диска:

>> Wn=tf(0.05,[0.01 0.004 10])

 

Transfer function:

        0.05

-----------------------

0.01 s^2 + 0.004 s + 10

 

2. Перейдем от непрерывной модели объекта управления к дискретной с периодом дискретизации 0.005 с, используя экстраполятор 0-порядка:

>> Wd=c2d(Wn,0.005,'zoh')

 

Transfer function:

6.233e-005 z + 6.229e-005

-------------------------

 z^2 - 1.973 z + 0.998

 

Sampling time: 0.005

3. Построим переходные и частотные характеристики непрерывной и дискретной модели:

Рис.1. Переходная характеристика непрерывной системы

Рис.2. Переходная характеристика дискретной системы

Рис.3. Частотные характеристики непрерывной системы

Рис.4. Частотные характеристики дискретной системы

Рис.5. Годограф Найквиста непрерывной системы

Рис.6. Годограф Найквиста дискретной системы

Анализируя переходные характеристики непрерывной и дискретной системы, можно сказать, что эти системы обладают плохими показателями качества: большое перерегулирование (97,9-98 %), большое время регулирования: 19 секунд.

4. Произведем анализ показателей качества управления:

Непрерывная система:

Время регулирования: 19 с

Перерегулирование: 97,9 %

Запас по фазе:

Запас по амплитуде:

Дискретная система:

Время регулирования: 19 с

Перерегулирование: 98 %

Запас по фазе:

Запас по амплитуде:

5. Найдем значение полюсов дискретной системы:

>> pole(Wd)

ans =

  0.9865 + 0.1573i

  0.9865 - 0.1573i

Рис.7. Корневой годограф

Из корневого годографа видно, что полюса дискретной системы на границе устойчивости, поэтому система обладает плохими показателями качества.

6. Введем компенсатор с передаточной функцией Wr(z)=(z+a)/(z+b), где а=-0.85; b=0:

>> Wr=zpk(0.85,0,1,0.005)

 

Zero/pole/gain:

(z-0.85)

--------

  z

 

Sampling time: 0.005

7. Вызовем функцию rltool для настройки коэффициента регулятора замкнутой системы с целью улучшения показателей качества регулирования.

После введения компенсатора передаточная функция системы будет выглядеть следующим образом:

>> W2d=Wd*Wr

 

Zero/pole/gain:

6.2328e-005 (z+0.9993) (z-0.85)

-------------------------------

  z (z^2  - 1.973z + 0.998)

 

Sampling time: 0.005

Рис.8. Корневой годограф при С=1

Рис.8 Частотные характеристики при С=1

Рис.9. Переходная характеристика при С=1

Анализируя полученные результаты, можно сказать, что при введении компенсатора показатели качества системы по-прежнему остаются на невысоком уровне. Система имеет большое время регулирования, перерегулирование и высокую степень колебательности.

Изменяя расположение полюсов годографа, добьемся улучшения показателей качества времени регулирования системы:

а) При С=1500 имеем:

Рис.16. Корневой годограф при С=1500

Рис.17. Частотные характеристики при С=1500

Рис.18. Переходная характеристика при С=1500

Представленные графики свидетельствуют о том, что при С=1500 система еще не обладает приемлемыми показателями качества: имеет большое перерегулирование. Но при этом по сравнению со значением времени регулирования при С=1, в данном случае оно значительно меньше, что является хорошим показателем. Характер переходного процесса – колебательный.

б) При С=4170 имеем:

Рис.10. Корневой годограф при С=4170

Рис.11. Частотные характеристики при С=4170

Рис.12. Переходная характеристика при С=4170

Из представленных графиков видно, что при С=4170 система обладает неплохими показателями качества. При этом время регулирования равняется 0,06 с, что значительно лучше, чем при С=1. Характер переходного процесса – апериодический.

б) При С=11000 имеем:

Рис.13. Корневой годограф при С=11000

Рис.14. Частотные характеристики при С=11000

Рис.15. Переходная характеристика при С=11000

Из представленных графиков видно, что при увеличении коэффициента передачи компенсатора показатели качества системы ухудшаются. Можно так же заметить, что дальнейший рост коэффициента С приведет к неустойчивости системы (корни будут находиться за пределами окружности радиуса 1).

Вывод:

В ходе работы был произведен синтез модели дискретной системы привода жесткого диска в ходе которого выяснилось, что при введении компенсатора в систему, она еще не обладает приемлемыми показателями качества: имеет высокое значение перерегулирования, большую колебательность и низкое быстродействие.

С помощью инструмента rltool было определено такое значение коэффициента регулятора, которое обеспечивает приемлемые показатели качества, в частности, высокое быстродействие: 0,06 с.

Так же выяснилось, что при дальнейшем увеличении коэффициента регулятора показатели качества системы ухудшаются, система может стать неустойчивой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7290. Точка в системі трьох площин проектування 402 KB
  Точка в системі трьох площин проектування При виконанні комплексних креслень у ряді випадків буває недостатньо зображень на двох площинах проекцій, тому доводиться будувати третю проекцію. Введемо в систему П1П2 ще одну перпендикулярну площину - про...
7291. Відносини власності в економічному житті суспільства 130.96 KB
  Тема 5. Відносини власності в економічному житті суспільства Власність як економічна та юридична категорія. Її сутність, форми місце в економічній cистемі. Права власності. Еволюція форм власності. Сучасні форми приватної власності. Суспільна власні...
7292. Докази і доказування у кримінальному процесі 88.49 KB
  Докази і доказування у кримінальному процесі ПЛАН: Вступ 1. Поняття, сутність та значення кримінально-процесуального доказування. 2. Предмет і суб’єкти кримінально-процесуального доказування. 3. Процес доказування у кримінальному судочинстві. 4...
7293. Основи організації і проведення заходів щодо надання допомоги потерпілим та життєзабезпечення населення 57 KB
  Тема: Основи організації і проведення заходів щодо надання допомоги потерпілим та життєзабезпечення населення. План: Мета і зміст рятувальних і невідкладних робот (РНР) Перша медична допомога Карантин і обсервація. Мета і з...
7294. Міжнародно-правове регулювання праці 75.5 KB
  Міжнародно-правове регулювання праці. План 1.Поняття та розвиток міжнародно-правового регулювання праці. 2. Всесвітні (універсальні) міжнародні стандарти праці. 3. Міжнародна організація праці та її нормотворча діяльність. 4. Європейські...
7295. Эмоции и психические состояния личности 113.5 KB
  Эмоции и психические состояния личности Вопросы для обсуждения: Общее понятий об эмоциях и чувствах. Характеристика основных форм переживаний человека. Классификация эмоций и чувств Понятие и значение психологических защит в адаптации че...
7296. Відносини власності. Тенденції розвитку відносин власності в Україні 540.5 KB
  Відносини власності План лекції Власність як економічна категорія. Структура власності, її типи, види і форми. Власність на засоби виробництва. Тенденції розвитку відносин власності в Україні. На самостійне опрацювання...
7297. Психологічні особливості підліткового віку 104 KB
  Психологічні особливості підліткового віку Загальна характеристика ситуації та особливостей розвитку підлітків Стосунки з однолітками та дорослими Розвиток пізнавальних процесів Формування особистості підлітка ЗАГАЛЬНА ХАРАК...
7298. Основи правового регулювання працевлаштування і зайнятості населення 141 KB
  Основи правового регулювання працевлаштування і зайнятості населення. Поняття зайнятості населення. Правове регулювання працевлаштування громадян України Вирішення соціальних та економічних проблем, які в сучасних умовах стоять перед Україною, з...