Исследование устойчивости линейной САУ: Методические указания к лабораторной работе, страница 2

После проверки функционирования каждого из звеньев необходимо соединить их последовательно друг за другом в соответствии со схемой:

 

Рис. 4

При поэтапной наладке полученную разомкнутую модель системы также следует проверить в статическом режиме. Общий коэффициент передачи должен быть равен k₁·k·₂·k₃. При соответствии измеренного и заданного коэффициентов передачи модель системы следует замкнуть цепью отрицательной обратной связи.

Перед замыканием необходимо проверить знаки сигналов на входе и выходе модели. По рисунку знаки сигналов на входе и выходе противоположны (проверить вольтметром). Значит, подача выходного сигнала на вход обеспечит отрицательную обратную связь. Каждый из интеграторов модели может выполнять функцию суммирования. Тогда замкнутая модель системы принимает следующий вид:

 

Рис. 5

Полученную модель системы также следует проверить в статике, измерив общий коэффициент системы k_Э и сравнив его с заданным

При совпадении значений модель системы можно считать отлаженной и готовой к проведению работы.

Порядок выполнения работы

1.  Получить вариант задания от преподавателя. По таблице вариантов провести анализ коэффициентов системы К₁, Т₁, К₂, Т₂, К₃, Т₃ и вычислить значения коэффициентов модели по формулам:

                                 ,  а  

2.  Для вычисленных значений Т и k оценить возможность реализации из набора элементов в составе блока. Следует понимать, что в ряде случаев стандартного набора элементов в составе блока может оказаться недостаточно. Тогда для реализации заданных параметров, нужно использовать необходимые элементы из соседних блоков. При этом дополнительные элементы с помощью коммутационных шнуров соединяют последовательно или параллельно, набирая необходимое значение. В ряде случаев к стандартным блокам можно подключать внешние элементы.

3.  Собрать модель на АВК и настроить ее по описанной выше методике.

4.  Для заданного варианта построить область устойчивости по формуле (8). Для этого, задаваясь значениями Т₁, вычислить значение К_кр. Данные занести в таблицу, по таблице построить график.

5.  Экспериментально на модели исследовать область устойчивости и построить ее границы. Экспериментальные точки границы устойчивости нанести на график и сравнить экспериментальные и теоретические значения. Устойчивость системы исследуется следующим образом. На вход        системы подается сигнал с датчика ТН1 (или ТН2). Напряжение датчика не должно превышать величины

где k_Э – коэффициент передачи замкнутой системы. Нажать клавишу "Пуск" и наблюдать за стрелкой вольтметра, подключенного на выход модели. Если стрелка вольтметра постепенно приближается к установившемуся значению, то система устойчива. Если стрелка вольтметра начинает раскачиваться, постепенно увеличивая амплитуду, то это признак неустойчивости системы.

В процессе исследования коэффициент усиления необходимо плавно увеличивать, периодически нажимая клавиши "ИП" и "Пуск". После каждого пуска модели необходимо наблюдать за стрелкой вольтметра. В момент раскачивания необходимо зафиксировать значение К_кр. Далее исследование повторить для другого фиксированного значения Т₁.

ПРИМЕЧАНИЕ

Необходимость плавного изменения коэффициентов усиления модели системы требует большой изобретательности в комбинации соединений резисторов различных блоков. Поэтому целесообразно ввести в модель системы специальное звено с переменным коэффициентом усиления. Предлагается следующий элемент для реализации регулируемого коэффициента усиления:

 

Рис. 6

В качестве резистора R_р необходимо выбрать один из потенциометров на "двери справа".

При включении дополнительного звена в систему, коэффициенты передачи всех звеньев можно задать единичным. Кроме того, требуется учесть изменение знака дополнительным звеном. Для получения отрицательной обратной связи в схему необходимо включить вспомогательный инвертор.

Таблица вариантов задания

№ варианта	К1	К2	К3	К4	К5	К6
1
2
3
4
5
6

6.  По результатам работы составить отчет.

Отчет должен содержать:

·  вариант задания

·  расчеты параметров модели

·  схему модели системы

·  отладку модели, результаты проверки модели в статическом режиме

·  результаты исследования устойчивости системы

·  выводы по результатам работы

·  составить вариант принципиальной схемы и ее словесное описание по приведенной в работе структурной схеме системы управления

ЛИТЕРАТУРА

1.Витенберг И.М. и др.  Программирование аналого-цифровых вычислительных систем: Справочник.-М.: Радио и связь, 1989 – 288с.

2. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю. Р.  Практика аналогового моделирования динамических систем: Справочное пособие – М.:  Энергоатомиздат,  1987 – 384с.