Исследование следящей системы

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра Автоматики

Лабораторная работа по дисциплине

«Технические средства автоматизации и управления»

«Исследование следящей системы»

Факультет: АВТ                                                                       Преподаватель:

Группа: АА-324                                                                        Русаков О.П.

Студенты: Зазуля И.Г.

Заремба В.В.

Похлебаева М.С.

Семенцов А.В.

Новосибирск, 2006

1.  Цель работы

Исследовать работу следящей системы при гармоническом и линейно-возрастающем сигнале.

2.  Исследование системы без обратной связи по скорости

Структурная схема системы приведена на рисунке 1.

Рис.1. Структурная схема исследуемой системы.

Передаточная функция двигателя , где

Передаточная функция регулятора

где

Таким образом, передаточная функция системы имеет вид:

Осциллограммы переходных процессов

Входное воздействие: единичное ступенчатое.

Рис.2. Осциллограммы U_вх(t), φ(t), I(t).

Вывод аналитического выражения ошибки в системе:

При

3.  Исследование системы с обратной связью по скорости

Структурная схема системы приведена на рисунке 3.

Рис.3. Структурная схема исследуемой системы

Передаточная функция двигателя , где

Передаточная функция регулятора

где

Передаточная функция тахогенератора , где

 

Таким образом, передаточная функция системы имеет вид:

Осциллограммы переходных процессов

Входное воздействие: единичное ступенчатое.

Рис.4. Осциллограммы U_вх(t), φ(t), I(t).

Вывод аналитического выражения ошибки в системе:

При

Входное воздействие: линейно-возрастающий сигнал

Рис. 5. Осциллограммы U_вх(t), φ(t).

Входное воздействие: синусоидальный сигнал

Рис. 6. Осциллограммы U_вх(t), φ(t).

4.  Определение динамической ошибки в исследуемой системе.

Рис. 7. Осциллограмма .

5.  Выводы

В данной лабораторной работе было проведено исследование  работы следящей системы при воздействии различных видов входных сигналов: единичной ступенчатой функции, линейно-возрастающем и гармоническом сигналах.

При  воздействии на систему сигналом типа  были исследованы  переходные процессы по входному сигналу, по положению и току. При этом в системе без местной обратной связи время переходного процесса по положению составляет 0.15 с и перерегулирование 50%, статическая ошибка равна нулю (Рис. 2), включение обратной связи по скорости приводит к улучшению быстродействия системы (время переходного процесса 0.06 с ) и уменьшению перерегулирования до 8%, статическая ошибка остается нулевой (Рис. 4).

При линейно-возрастающем сигнале с частотой 15Гц в следящей системе без обратной связи обнаруживается ошибка, значение которой позволяет уменьшить включение обратной связи по скорости.

Исследование системы с местной обратной связью по скорости при подаче на вход синусоидального сигнала с амплитудой 1 В показало, что зависимость положения от времени также представляет собой гармонический сигнал, но при этом наблюдается задержка выходного сигнала на 20 мс (Рис. 6) и имеет место динамическая ошибка с амплитудой 0.5 В (Рис. 7).