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

31837. АНАЛИЗ КРЕДИТНОГО ПОРТФЕЛЯ «ОАО СБЕРБАНК РОССИИ» 417 KB
  АНАЛИЗ КРЕДИТНОГО ПОРТФЕЛЯ ОАО СБЕРБАНК РОССИИ ДР АНАЛИЗ КРЕДИТНОГО ПОРТФЕЛЯ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА НА ПРИМЕРЕ СБЕРБАНКА РОССИИ. Характеристика кредитной деятельности Сбербанка России. Анализ кредитного портфеля ОАО Сбербанк России.
31838. Разработка мультиагентной информационной системы для диспетчерской службы такси, позволяющей автоматизировать распределение заказов между таксистами и, тем самым, улучшить качество обслуживания клиентов 662.93 KB
  КЛАССИФИКАЦИЯ АГЕНТОВ. КОЛЛЕКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ АГЕНТОВ. АРХИТЕКТУРА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СИСТЕМЫ АГЕНТОВ Одноуровневая архитектура взаимодействия агентов Иерархическая архитектура взаимодействия агентов. АРХИТЕКТУРА АГЕНТА Общая классификация архитектур Архитектуры агентов основанные на знаниях Архитектура на основе планирования реактивная архитектура Многоуровневость.
31839. Система управления физической культурой и спортом в Российской Федерации на государственном и муниципальном уровнях 301 KB
  Проблематика дипломной работы определяется наличием противоречия между потребностью государства в реализации программно-целевых мероприятий по развитию физической культуры и спорта в нашей стране и необходимостью совершенствования управленческих аспектов в данной сфере деятельности посредствам информационно-аналитических методов.
31841. Направления повышения эффективности управления активными операциями ОАО Банк «Финансы и Кредит» 986.5 KB
  Обеспеченность имеет целью с помощью гарантии или залога защитить интересы банка и обезопасится от убытков в случае невозврата долга вследствие неплатежеспособности заемщика 6. Оценка личных качеств руководителей фирмы КЛАССИФИКАЦИЯ БАНКОВСКИХ КРЕДИТОВ 1 по основным категориям заемщиков отраслям народного хозяйства населению государственным органам власти производственные пополнения оборотных средств и основных средств потребительские на потребительские цели населения срочные предоставлены на определенный в договоре срок: ...
31842. АКЦИЗНИЙ ПОДАТОК 2.72 MB
  Сутність акцизного податку. Субєкти та обєкти оподаткування акцизним податком. Види підакцизних товарів та ставки податку. Порядок обчислення сум податку які підлягають сплаті до бюджету.
31845. «Лексика с семантикой эстетической оценки в трилогии Л.Н. Толстого “Детство. Отрочество. Юность”». (опыт анализа частотности и семантики) 493 KB
  Алтухов Лексика с семантикой эстетической оценки в трилогии Л. Место и значение эстетической рефлексии и оценки в трилогии Л. Лексические единицы с семантикой положительной эстетической оценки в трилогии Льва Николаевича Толстого Детство. Лексические единицы с семантикой отрицательной эстетической оценки в трилогии Льва Николаевича Толстого Детство.