Исследование динамических характеристик типовых звеньев и их соединения

Лабораторная работа №1

Исследование динамических характеристик типовых звеньев и их соединения.

Цель работы: Изучение переходных и частотных характеристик типовых динамических звеньев систем автоматического управления (САУ) и их соединений.

Исследование

Модель колебательного звена

Переходный процесс

Модель колебательного звена (нормализованная форма).

Переходный процесс (нормализованная форма).

Модель переходного звена. (при ξ=1)

Переходный процесс (при ξ=1)

Логарифмическая, частотная, амплитудная и фазовые характеристики: при ξ=0,27

               Зелёная  - при ξ=1

               Синяя – при < 1

Вывод: в ходе данной лабораторной работы мы изучили переходные и частотные характеристики типовых динамических звеньев систем автоматического управления. Рассмотрели на практике модель колебательного звена с нормализованной и не нормализованной формой.

Лабораторная работа № 2

Исследование устойчивости замкнутой САУ.

Цель работы: исследование динамических свойств замкнутой системы автоматического управления и изучение влияния параметров звеньев на устойчивость системы.

Модель замкнутой системы и исследование её устойчивости.

График для устойчивой системы предельного коэффициента усиления при К=13,2: для замкнутой системы.

Модель замкнутой системы и исследование её устойчивости.

Переходный процесс  устойчивой  системы.

Частотные характеристики разомкнутой части системы.

Синий – для не устойчивой системы.

Зеленый – для устойчивой системы.

Модель замкнутой системы и исследование её устойчивости.

Вывод: в ходе данной лабораторной работы мы изучили динамические свойства замкнутой системы автоматического управления и изучение влияния параметров звеньев на устойчивость системы. И на практике проверили устойчивость системы, замерив, частотные характеристики разомкнутой системы.

Лабораторная работа № 3

Исследование качества замкнутой САУ в переходном режиме.

Цель работы: исследование качества переходных процессов замкнутой системы автоматического регулирования и влияния параметров САУ на характеристики переходного процесса.

Замкнутая система с астатизмом первого порядка.

Переходный процесс  замкнутой системы и определение параметров переходного процесса: время регулирования, количество перебегов, σ.

Схема для проверки запаса устойчивости по фазе и модулю.

Определение запаса устойчивости по фазе и по модулю:

По модулю: 15,4

По фазе: 42

Вывод:  В лабораторной работе определены количественные показатели качества замкнутой системы со статизмом первого порядка. По переходному процессу определено значение перерегулирования по переходному процессу: значение перерегулирования, времени регулирования, количества перебегов. По частотной характеристики разомкнутой части системы определены запас устойчивости по фазе и запас устойчивости по модулю. Все показатели находятся в допустимых пределах. 

Лабораторная работа №4

Исследование точности замкнутой САР. Коррекция последовательными корректирующими звеньями.

Цель работы: исследование точности замкнутой системы автоматического регулирования при гармоническом и скоростном выходных воздействиях. Изучение вопросов коррекции САУ последовательными корректирующими звеньями. Назначение, виды и синтез корректирующих звеньев.

Модель замкнутой САУ с последовательным корректирующим звеном.

Переходный процесс без коррекции.

Динамическая ошибка, с погрешностью слежения системы 3%

Переходный процесс с коррекцией.

Динамическая ошибка, с погрешностью слежения системы < 1%

Модель  разомкнутой системы.

ЛАЧХ и ЛФЧХ системы(синяя с коррекцией, зелёная без коррекции )

Запас по фазе синий 51, зелёной 60(нижний график)

Вывод: исследовалась замкнутая система с последовательным звеном интегрирующего типа, в результате моделирования показано, что корректирующее звено позволяет уменьшить ошибку слежения приблизительно в три раза.

Лабораторная работа №5

Исследование точности замкнутой системы. Коррекция обратными связями и компенсационными сигналами.

Цель работы: исследование точности замкнутой системы автоматического регулирования при гармоническом и скоростном управляющих воздействиях. Изучение вопросов коррекции САУ параллельными корректирующими устройствами, обратными связями и компенсационными сигналами.

Модель замкнутой системы с применением различных видов коррекции.

Переходный процесс  без коррекции

Ошибка переходного процесса

Переходный процесс с коррекцией (компенсация)

Ошибка переходного процесса с коррекцией (компенсация)

Переходный процесс с коррекцией (обратная связь)

Ошибка переходного  процесса с коррекцией (обратная коррекция)

Частотная характеристика.

Зелёный – без коррекции

Синий – с коррекцией

Вывод: исследована замкнутая система с двумя видами коррекции, 1 местная отрицательная обратная связь, 2 компенсация скоростной составляющей ошибки. В первом случае ошибка уменьшилась в 3 раза, во втором случае ошибка уменьшилась ещё больше примерно в 30 раз.