Электротехника \ Основы автоматики

Лабораторний практикум з курсу «Основи автоматики», страница 12

Регулятор

Показники якості

Тип

Кр

Dj ,град.

DL, дБ

wзр, с-1

tп , с

s , %

y

1

2

1

2

5.1.3 Порівняти між собою значення прямих показників якості одержаних різними способами.

5.2 Зробити висновок про вплив коефіцієнта підсилення регулятора, введення похідної і інтеграла від похибки на якість регулювання.

6 Контрольні питання ТА ЗАДАЧІ

6.1 Які властивості автоматичної системи розглядають при оцінці її якості?

6.2 Накресліть графіки перехідних процесів на каналах завдання і збурення, відповідні перерегулюванню s = 50 % .

6.3 Які з частотних показників характеризують коливність системи, а які – її швидкодію?

6.4 Як зв'язане розташування коренів характеристичного рівняння зі стійкістю і коливністю системи?

6.5 Назвіть два числові параметри коливної ланки, що характеризують його динамічні властивості. Як впливає коефіцієнт демпфування  x  коливної моделі на показники якості  s  і  tп ?

6.6 Якою типовою динамічною ланкою є розімкнений контур коливної моделі? Назвіть два числові параметри розімкненого контуру, що характеризують його динамічні властивості.

6.7 Які параметри графіка перехідного процесу враховуються інтегральними оцінками? Який з двох перехідних процесів краще – з великою інтегральною оцінкою або малою? Чому?

6.8 Для яких перехідних процесів можна застосовувати лінійну інтегральну оцінку?

6.9 Чому для коливних перехідних процесів доводиться застосовувати модульні або квадратичні оцінки?

6.10 Які функціональні елементи входять в незмінну і змінну частини системи керування, що синтезується?

6.11 Виходячи з яких умов вибирають елементи незмінної і змінної частин функціональної структури?

6.12 За допомогою яких типових динамічних ланок, що включаються послідовно в контур системи, здійснюється параметрична компенсація інерційності об'єкту?

6.13 Як зв'язана частота пропускання  wпр = w0 ідеальної системи з тривалістю перехідного процесу  tп ?  Як впливає загальний передаточний коефіцієнт  К  розімкненого контуру на частоту пропускання  w0  замкнутої системи?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7

ДОСЛІДЖЕННЯ НЕЛІНІЙНИХ САК

1 МЕТА РОБОТИ

Досліджування впливу типу нелінійного елемента та його параметрів на стійкість САК.

2  Короткі теоретичні відомості

Автоматична система керування є нелінійною, якщо хоча б один  її конструктивний елемент або алгоритмічна ланка описується нелінійним рівнянням. Нелінійний елемент характеризується непропорційною залежністю між вхідним і вихідним сигналами. Статичну характеристику нелінійного елемента не можна представити одною прямою лінією.

Нелінійними можуть бути як елементи незмінної частини системи, так і елементи змінюваної (синтезованої) частини.

Розрізняють два види нелінійних елементів: істотно нелінійні та несуттєво нелінійні. Нелінійність  вважається несуттєвою, якщо її заміна лінійним елементом не змінює принципових особливостей системи, і процеси в лінеаризованій системі якісно не відрізняються від процесів у реальній системі, у противному випадку нелінійність є істотною.

Головною особливістю істотно нелінійних систем полягає в тому, що вони не підкоряються принципові накладення (суперпозиції), тому в послідовному ланцюжку ланки, у загальному випадку, не можна змінювати місцями, а вид і показники перехідного процесу залежать від величини зовнішнього впливу.

У нелінійних системах сталим станом може бути як стан спокою, так і стан автоколивань, тобто стан стійких власних коливань, амплітуда яких не залежить від початкових умов і рівня зовнішніх впливів. У нелінійній системі може бути кілька різних станів спокою та автоколивань.

Стійкість істотно нелінійних систем залежить від величини зовнішнього впливу: система стійка при одних значеннях зовнішнього впливу, виявляється нестійкою при інших його впливах. У зв'язку з цим розрізняють: стійкість       «у малому», система стійка тільки при малих початкових відхиленнях; стійкість «у великому», система стійка при великих кінцевих відхиленнях; стійкість      «у цілому»,  система стійка при будь-яких необмежено великих відхиленнях.

Асимптотична стійкість (стійкість у точці), якщо система після зняття зовнішнього впливу повертається у початковий стан.

Неасимптотична стійкість (стійкість у деякій області), характеризується поверненням системи у визначену область після зняття впливу.

Рішення задачі про абсолютну стійкість системи з одним однозначним нелінійним елементом (тобто стійкості при будь – якій формі нелінійності зі слабким обмеженням) можна знайти по частотному методу В.М.Попова. Слабке обмеження, це коли нелінійна функція F(х) може мати будь-який обрис, що не виходить за межі сектора обмеженого прямою  y = кх.

У методі В.М.Попова для оцінки стійкості замкнутої нелінійної САК строять модифіковану КФЧХ лінійної частини розімкнутої системи          W*(jω) = P(ω) + jωQ(ω), потім через точку з координатами( ; 0) проводять пряму яка не перетинає характеристику W*(jω). Якщо  це можливо, то замкнута САК стійка, якщо ж пряму, що не перетинає W*(jω) провести не можливо, те система нестійка.

Сутність методу гармонічної лінеаризації полягає в заміні нелінійної ланки лінійною, здійснюючи таке ж перетворення гармонічного коливання як і нелінійне. Необхідною умовою застосування методу гармонічної лінеаризації є дотримання гіпотези фільтра, відповідно до якої в сигналі на виході лінійної частини системи, (гніздо Х3) на рисунку 4.1, можна знехтувати всіма гармоніками окрім першої. Ця гіпотеза дотримується тим краще, чим більше різниця порядку поліномів чисельника і знаменника передаточної функції лінійної частини.

Скачать файл