Методические указания к выполнению лабораторного практикума по дисциплине «Радиоавтоматика», страница 2

Технологию занесения данных компьютерного эксперимента в лабораторный отчет студенты выбирают сами. Самый простой и дешевый способ - срисовать с монитора графики и формулы. Второй способ, наиболее распространенный среди студентов – сбросить весь файл с монитора на флэш – карту. Некоторые же предпочитают фотографировать с монитора на цифровой фотоаппарат. Безусловно, всё это - дело вкуса, лишь бы данные, имеющиеся в отчете, правильно и в полном объёме отражали результаты работы.  Конечно, второй и третий способы потребуют использование принтера, а это всегда требует материальных затрат. Поэтому к защите принимаются не только печатные, но и рукописные отчеты.

    Внимание!  При фотографировании с монитора обязательно отключайте фотовспышку. Во-первых, на фото кроме отблеска яркой вспышки ничего не будет видно, а, во-вторых, и это главное, мощный импульс света может повредить жидко - кристаллический монитор.

По завершению работ по пунктам 1-4 необходимо представить полученные результаты преподавателю для проставления соответствующей записи в лабораторном журнале.

Содержание отчёта.

1. Титульный лист установленного образца;

2. Результаты исследования, полученные в п,п. 2,3,4.

3. Выводы, включающие:

-  в рамках статической системы проследить изменение формы сигнала ошибки при смене входных воздействий.

-   то же самое в рамках астатической системы первого порядка.

-   то же самое в рамках астатической системы второго  порядка.

- при одинаковом входном воздействии (их три) проследить динамику изменения ошибки регулирования с увеличением порядка астатизма.

- проследить зависимость величины ошибки регулирования от коэффициента усиления системы.

4.  Дать анализ степени соответствия полученных в процессе работы результатов с теорией.

Защита лабораторной работы на текущем занятии желательна и будет поощряться. Зашита лабораторной работы на следующем занятии будет считаться своевременной без потери рейтинговых баллов. Каждый студент, работая на персональном компьютере, естественно, представляет свой персональный отчет, который после защиты изымается и хранится на кафедре до конца семестра. 

Краткие теоретические сведения

        Главное достоинство астатических систем автоматического регулирования по сравнению со статическими – меньшая ошибка регулирования при одинаковых входных регулирующих воздействиях. Достигается это путем введения в структурную схему систему интегрирующих звеньев, число которых и определяет порядок астатизма. Главный недостаток – уменьшение запаса устойчивости системы с нарастанием порядка астатизма из-за больших фазовых сдвигов, вносимых в контур регулирования интегрирующими звеньями. Именно поэтому систем с астатизмом 3-го и более высоких порядков не существует в природе. Такие системы называются структурно неустойчивыми.

Не имея возможности здесь вдаваться в подробности, укажем, что установившаяся ошибка регулирования в системах любого порядка астатизма в общем виде записывается следующей формулой:

, где -входная функция системы, а и т.д. – так называемые коэффициенты ошибки. Более подробно происхождение этой формулы изложено в методическом пособии [1], стр. 19-23 (см. список литературы).

Эта формула действует в установившемся режиме, когда переходные процессы уже закончатся. На всех снятых графиках для ошибки регулирования переходные процессы видны в виде быстро затухающих колебаний.

Удобство этой формулы состоит в том, что она напрямую позволяет определить ошибку регулирования, миную нахождение выходной функции системы. Коэффициенты ошибки легко определяются по довольно простым формулам при известной структуре системы. В рамках данной работы особый интерес представляет тот факт, что эти коэффициенты тесно связаны с порядком астатизма системы. В частности, каков порядок астатизма, столько первых коэффициентов ошибки, начиная с , становятся равными нулю. Тогда понятно, что нулевую ошибку при максимально возможном втором порядке астатизма можно получить только при постоянном или линейно растущем входном сигнале (не более одной производной). Но не следует думать, что при более динамичных входных воздействиях, имеющих большее количество ненулевых производных, астатизм не приводит к успеху. Приводит, и даже очень заметно. Причина в том, что численные значения коэффициентов ошибки быстро уменьшается с ростом индекса, и поэтому уничтожение даже первых двух членов вышеуказанной формулы (астатизм второго порядка) сильно уменьшает ошибку регулирования.  И, наконец, очень важные выводы: