Исследование динамических характеристик, основных свойств типовых звеньев систем автоматического управления

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский Государственный Технический Университет

Лабораторная работа № 1

Типовые звенья САУ

Вариант 4

Группа: Студенты: Факультет:

АА-86 Баранова А.В. Земцов Н.С. АВТ

Проверил:

Новосибирск 2010

Цель работы

Исследовать динамические характеристики, основные свойства типовых звеньев систем автоматического управления (САУ), а также познакомиться с основными правилами структурного метода.

Характеристики  звеньев

1.  Интегрирующее звено дифференциальное уравнение:  передаточная функция: W(p))=k/p:

2.  Апериодическое звено дифференциальное уравнение: T + y = ku передаточная функция:W(p)= k/(Tp+1):

3.  Колебательное звено дифференциальное уравнение: T²  + 2 dT + y = ku передаточная функция: W(p)= k  /(T²p²+2dTp+1):  

4.  Реальное дифференцирующее звена дифференциальное уравнение: m  + y = ku, передаточная функция: W(p)= kp /(mp+1).

5.  Схема колебательного звена

K/2T2

1/T2

Значение параметров:  K=1.50;   T=0.80;   d=0.30;   μ=0.15

        

Рис.2 Влияние параметра k на ПФ интегрирующего звена

     Рис.3 Влияние параметра k и Т на ПФ апериодического звена

Рис.4 Влияние параметра k и Т и d на ПФ колебательного звена

Вывод:

1.  При увеличении параметра k (коэффициент передачи) увеличивается  выходной сигнал интегрирующего звена.

2.  При увеличении параметра T (постоянная времени) и параметра d (коэффициент демпфирования) выходной сигнал  колебательного звена уменьшается, а при увеличении параметра k выходной сигнал увеличивается.

3.  Параметр d (коэффициент демпфирования) в нашем случае равен d=0.30 и находится в пределах 0<d<1, следует  звено колебательное. 

Цель работы: Познакомиться и исследовать частотные характеристики основных звеньев САУ.

Значение параметров:  K=1.50;   T=0.80;   d=0.30;   μ=0.15

                                                          Таблица изменения амплитуд и сдвига фаз  по частотам.

W	T	Интегрирующее		Апериодическое		Колебательное		РДЗ		ИДЗ
0,1	62,8	8	-0,31	4	-0,2	1,2	-0,16	0,6	1,2	0,8	2,3
2	3,15	0,9	-1.2	0,51	-0,5	0,8	-0,31	0,57	0,7	1,3	1,3
4,5	1,4	0,35	-1,23	0,25	-0,98	0,45	-0,42	1,7	0,29	3,3	0,4
6	1,05	0,27	-1,24	0,21	-1,1	0,3	-0,57	2,8	0,21	4,9	0,31
6,5	0,97	0,24	-1,25	0,18	-1,21	0,21	-0,62	2,85	0,18	5,3	0,18
8	0,78	0,13	-1,28	0,16	-1,25	0,15	-0,71	2,9	0,12	7	0,13
10	0,63	0,12	-1,3	0,12	-1,28	0,11	-0,8	3,1	0,11	8,5	0,10

Рис.5 ФЧХ интегратора.

Рис.6  АЧХ интегратора.

Рис. 7 Импульсная переходная функция дифференцирующего звена.

Рис. 8 Переходная характеристика дифференцирующего звена.

 

Рис. 9 Оценка влияния m на точность воспроизведения производной дифференцирующим звеном.

 

Выводы:

Исследовали динамические характеристики, а также основные свойства типовых звеньев систем автоматического управления (САУ). С ростом частоты выходной сигнал АЧХ апериодического, интегрирующего и колебательного звена уменьшается, а в РДЗ увеличивается.

Интегрирующее, апериодическое и колебательное звенья имеют отрицательный сдвиг фаз, а РДЗ и ИДЗ - положительный.