Расчет сау в линейном приближении

 

1. Вывод уравнений и определение передаточных функций функциональных элементов. Провести математическое описание функциональных элементов схемы, определить их передаточные функциии численные значения постоянных времени и коэффициентов усиления с указанием размерности по исходным данным [1, с.127-132; 5, с.66-71, 95-100; 18, с.72-81]

2. Структурная схема САУ. Построить структурную схему системы с указанием передаточных функций звеньев с учетом принятых обозначений параметров в передаточной функции [1, с.113-118; 18, с.72-81]. Здесь же привести сводную таблицу всех передаточных функций звеньев с учетом численных значений параметров.

3. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы. Определить передаточную функцию разомкнутой системы по главной обратной связи, с учетом принятых обозначений.

Определить передаточные функции замкнутой системы относительно регулируемой координаты и ошибки (рассогласования) по команде и возмущению [1, с.113-118; 5, с.39; 18, с. 82-83]:

· в схемах А и Б – для угловой скорости и ошибки по задающему напряжению и возмущению ;

· в схеме В – для напряжения и ошибки по напряжению и нагрузке сопротивления ;

· в схемах Г и Д – для угла и ошибки по углу и возмущению .

4. Определение коэффициента усиления электронного усилителя по заданным условиям точности в установившемся режиме. Определить коэффициент усиления разомкнутой системы и коэффициент усиления электронного усилителя по заданным условиям точности в установившемся режиме [2, с. 178-187]:

· для схем А, Б и В – по заданной статической ошибке;

· для схем Г и Д – по скоростной и статической ошибкам (выбрать наибольший коэффициент усиления).

5. Исследование статических свойств замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления. Провести исследование замкнутой системы в установившемся режиме, предполагая, что система устойчивая [1, с.127; 5, с. 51, 59].

5.1 При отсутствии нагрузки определить входной сигнал, при котором регулируемая координата объекта управления имеет номинальное паспортное значение в соответствии с данными таблицы 1:

· для систем регулирования скорости (схемы А, Б) и для следящих систем (схемы Г, Д) в качестве регулируемой координаты принять угловую скорость двигателя ;

· для системы регулирования напряжения регулируемой координатой является напряжение на зажимах генератора.

5.2. Сравнить величины установившейся ошибки для регулируемой и нерегулируемой (без главной обратной связи) системы при действии нагрузки.

6. Исследование динамических свойств замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя. Проверить динамические свойства замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления различными методами.

6.1. Построение области устойчивости по коэффициенту усиления электронного усилителя. Построить область устойчивости по коэффициенту усиления электронного усилителя с помощью критерия Гурвица и методом Д – разбиения с использованием критерия Михайлова для проверки области претендента на устойчивость [3, с.128-145, 155-159].

Определить критический коэффициент усиления электронного усилителя, при котором замкнутая САУ находится на границе устойчивости, и сравнить его с коэффициентом усиления, найденным в.п.4 [18, с.112-113].

6.2. Определение критического коэффициента усиления разомкнутой системы с помощью ЛАХ и ЛФХ. Построить ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы при найденном в.п.4 коэффициенте усиления и сделать вывод об устойчивости замкнутой системы по логарифмическому аналогу критерия Найквиста. [3, с.145-154]. Определить графически с помощью построенных ЛАХ, ЛФХ критический коэффициент усиления разомкнутой системы и соответствующий ему коэффициент усиления электронного усилителя, который сравнить со значением, полученным в п.п.6.1.

По результатам, полученным в п.п.6.1-6.2, сделать вывод об устойчивости замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя.

6.3. Построение переходного процесса замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя. В случае устойчивости замкнутой системы построить на ПЭВМ ее переходную характеристику по командному сигналу; определить время регулирования, перерегулирование и сравнить их с заданными значениями [10, с.153-155].

По результатам, полученным в п.п.6.1-6.3, сделать вывод о необходимости синтеза корректирующего устройства.

7. Синтез непрерывного корректирующего устройства. Провести синтез непрерывного корректирующего устройства частотным методом [4, с.154-165]. По полученной передаточной функции корректирующего устройства составить его электрическую схему и определить численные значения элементов схемы. Выбрать место включения корректирующего устройства [14, с.104-118].

8. Синтез дискретного корректирующего устройства. Провести синтез дискретного корректирующего устройства, обеспечивающего качество переходных процессов замкнутой системы к системе с непрерывной коррекцией [9, с.73-78].

По полученной передаточной функции дискретного корректирующего устройства составить алгоритм вычисления управляющего сигнала [9, с.59-62].

9. Анализ качества переходных процессов скорректированной системы. Построить на ПЭВМ переходные процессы замкнутой системы с непрерывной и дискретной коррекцией на одном графике:

· переходную характеристику регулируемой координаты по командному сигналу;

· переходную характеристику регулируемой координаты по нагрузке.

Дополнительно для схем Г, Д построить переходной процесс по ошибке при командном сигнале , 0,05 рад/с.

По переходной характеристике от командного сигнала определить время регулирования, перерегулирование и сравнить их с заданными значениями.

Сделать общий вывод о работоспособности системы с непрерывной и дискретной коррекцией. Оценить влияние нагрузки на точность и заданные показатели качества системы.