Методические указания к выполнению лабораторных работ

Работа 1. Исследование динамических свойств типовых звеньев САУ

Цель работы

Целью работы является изучение основных временных и частот­ных характеристик позиционного звена 2-го порядка.

 

Основные теоретические положения

В качестве характеристик звеньев необходимо использовать следующие; переходную (ПХ) и импульсную переходную (ИПХ) харак­теристики; амплитудно-фазовую характеристику (годограф Найквиста); логарифмические амшгатудно- и фазочастотные характеристики; логарифмическую амплитудно-фазовую характе­ристику.

Предметом исследования в работе является изучение влияния параметров звеньев на форму и параметры характеристик, а также определение по характеристикам основных качественных показате­лей работы звеньев в переходных и установившихся режимах.

Позиционное звено второго порядка имеет передаточную функцию (ПФ)

В зависимости от значения звено может быть апериоди­ческим (), колебательным () и консервативным ().

Переходная характеристика h (t) - это реакция звена (системы) на единичное ступенчатое воздействие, которое описывается единичной функцией:

æ 1 при t ³ 0

1 (t) = í

è 0 при t < 0,

при нулевых начальных условиях.

Импульсная переходная характеристика w (t) - это реакция звена (системы) на единичное импульсное воздействие, описываемое дельта-функцией d(t), при нулевых начальных условиях.

Задание на лабораторную работу

 

Исследование звена 2-го порядка

1. Ввести четыре ПФ звена 2-го порядка для значений = 0; 0,1; 0,5; 1,0.

2. Создать на экране график из четырех ПХ. Определить перерегулирование; время переходного процесса; частоту среза; провести анализ корневой плоскости; определить полосу пропускания.

3. Привести анализ, какой параметр влияет на колебательность переходной характеристики

 

 

Работа 2. Исследование точности работы САУ

Цель работы

Целью работы является изучение закономерностей, связывающих показатели точности работы элементов и систем с их структурой и параметрами.

 

Основные теоретические положения

 

Объектами исследования являются динамические звенья: инте­грирующее (идеальное и инерционное); апериодическое; звено 2-го порядка; двойное интегрирующее, и системы: статическая (с астатизмом 2-го порядка); астатическая 1-го порядка; астатическая 2-го порядка.

Для звеньев основным предметом исследования является уста­новление зависимости их показателей качества работы в установив­шихся и переходных режимах от наличия и силы жесткой отрицатель­ной обратной связи. Для систем - изучение зависимостей их точ­ности в установившихся режимах от структуры и порядка астатизма системы, а также от вида управляющего воздействия.

Передаточная функция звена или системы, охваченных жес­ткой отрицательной обратной связью (ОС) с коэффициентом оп­ределяется как , где - передаточная функция исходного звена или системы в разомкнутом состоянии. Наличие ОС и значение оказывают существенное влияние на характер поведения звена (системы) в переходных режимах и на точность воспроизведения входного управляющего сигнала.

Качество работы систем в установившихся режимах оценивает­ся ошибками при воспроизведении типовых управляющих воздействий.

Важной характеристикой точности работы системы является степень подавления возмущающего воздействия. Если в статической системе от такого воздействия возникает постоянная ошибка, то в системах с астатизмом 1-го и 2-го порядков наличие или отсутствие ошибки зависят от расположения интегрирующего звена.

 

Задание на лабораторную работу

 

Даны две структурные схемы:

 

 

Рассчитать передаточные функции по управлению и возмущению каждой из схем.

По построенным характеристикам:

1. Определить, на что влияет положение звеньев в схеме.

2. Определить время переходного процесса.

3. Рассчитать перерегулирование.

4. Рассчитать коэффициент демпфирования.

5. Дать анализ устойчивости.

6. Определить ошибку системы.

7. Определить частоты среза.

 

Работа 3. Определение оптимальных настроечных параметров

ПИ- регулятора

Цель работы

целью работы является определение оптимальных настроечных параметров ПИ- регулятора по минимуму линейной интегральной оценки при ограничении на показатель колебательности М; определение влияния отклонений настроек регулятора от расчетных значений на качественные показатели системы.