Информатика и выч. техника \ Теория автоматического управления

Определение показателей качества процесса управления, страница 2

6.6.3 Дайте определение установившемуся и переходному режимам работы системы.

6.6.4 Какие вы знаете оценки качества переходного процесса?

6.6.5 Чем отличаются прямые методы оценки качества переходного процесса от косвенных?

6.6.6 Как рассчитывается установившаяся ошибка относительно воздействия: а) задающего?  б) возмущающего?

6.6.7 Какие системы называются статическими и астатическими?

6.6.8 Как по структурной схеме определяется порядок астатизма системы?

6.6.9 Предложите способы повышения порядка астатизма по задающему и возмущающим воздействиям, например, на единицу.

6.6.10 Как оценивается качество переходного процесса с помощью АЧХ замкнутой системы?  с помощью ЛАЧХ разомкнутой системы?

Список литературы

1. Теория автоматического управления / Под ред. А.В. Нетушила, - М.: Высш. шк., 1976. – 400 с.

2. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования. - М.: Наука, 1978.- 255 с.

3. Куропаткин П.В. Теория автоматического управления. - М.: Высш.шк., 1973. – 528 с.

4. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования. - Киев: Вища шк., 1988.- 430 с.

7 Лабораторная работа 6

синтез  корректирующих  устройств  систем

АВТОМАТИЧЕСКОГО  УПРАВЛЕНИЯ

Цель – приобретение практических навыков по синтезу корректирующих устройств автоматических систем управления.

7.1 Методические указания по теоретической подготовке к лабораторной работе

Синтез корректирующих устройств (КУ) состоит в определении типа, параметров и места включения КУ.

Известно несколько методов синтеза КУ. В данной лабораторной работе произведите синтез последовательного КУ методом желаемой ЛАЧХ, который применим для минимально-фазовых систем [1, с. 632-637, 648-652; 2, с. 249-258; 3, с. 147-156; 4, с. 145-147, 152-153].

В качестве объекта управления возьмите следящую систему со следующей передаточной функцией в разомкнутом состоянии:

                                        ,                       (7.1)

где      – коэффициент передачи разомкнутой системы, ;

           – постоянная времени преобразователя, ;

           – постоянная времени исполнительного двигателя, ;

Функциональная схема данного объекта управления представлена на рисунке 7.1.

Требования к точности системы:

1) коэффициент передачи ,

2) порядок астатизма системы .

Требования к качеству переходного процесса:

1) время затухания переходного процесса ,

2) перерегулирование .

Частотный метод синтеза последовательного КУ с помощью ЛАЧХ проведите в такой последовательности:

1) постройте ЛАЧХ исходной разомкнутой системы LИСХ(w) при заданных значениях параметров;

2) постройте ЛАЧХ желаемой разомкнутой системы LЖ(w) по заданным требованиям к точности и качеству переходного процесса;

3) найдите ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства LК(w) путем вычитания ординат LИСХ(w) из LЖ(w).

4) найдите передаточную функцию КУ WК(р).

При построениях следует воспользоваться методом асимптотического построения ЛАЧХ.

Покажите, что в результате синтеза получится

                                                     ,                                   (7.2)

где Т1=11 с, Т2=1 с.

5) определите передаточную функцию скорректированной системы WСК(р), учитывая тот факт, что ЛАЧХ скорректированной системы

.

6) постройте тем или иным способом, пусть даже приближенным, кривую переходного процесса h(t). Это необходимо для проверки правильности аналитического синтеза WК(р) по заданным показателям качества.

Все построения произведите на одном бланке.

7.2 Программа работы

Лабораторная работа выполняется на ЭВМ с использованием системы MATLAB и пакета моделирования динамических систем Simulink.

7.2.1 Оцените динамические свойства нескорректированной замкнутой системы управления (рисунок 7.2), для чего постройте и наберите используя пакет Simulink модель данной системы.

На вход модели в ходе эксперимента подается задающее воздействие  В случае если система окажется колебательно-неустойчивой определите частоту и период автоколебаний.

7.2.2 Проведите синтез последовательного КУ с помощью ЛАЧХ по методике п. 7.1.1.


7.2.3 Определите показатели качества скорректированной системы. Для этого включите в схему модели блок или блоки соответствующие корректирующему звену (рисунок 7.3). Снимите кривую переходного процесса при  и определите по кривой следующие показатели [1, с. 386-387]:

1) время регулирования;

2) максимальное перерегулирование;

3) максимальную скорость отработки регулируемой величины;

4) собственную частоту колебаний системы;

5) количество колебаний в переходном процессе.


Оцените результаты синтеза КУ.

7.2.4 Произведите настройку корректирующего устройства, так как аналитический метод синтеза его параметров с помощью ЛАЧХ является приближенным. Настройка сводится к определению  и , при которых показатели качества скорректированной системы будут лучше, чем найденные в п. 7.2.4 для расчетных значений и . Снимите переходный процесс в оптимизированной системе для заданного типа КУ при  и .

7.2.5 Для найденных значений R1ОПТ и R2ОПТ определите по кривой оптимального переходного процесса вышеупомянутые показатели качества и сравните их с таковыми п. 7.2.4.

7.2.6 Для найденных значений  и  постройте ЛАЧХ корректирующего устройства и разомкнутой оптимизированной системы.

7.2. Выберите по данным работы [4, табл. 5-1, с. 152-153] схему R‑C-цепи, соответствующую КУ с  и  и рассчитайте ее параметры по формулам, приведенным в этой же таблице, приняв .

Пункт 7.2.2 необходимо выполнить в период самостоятельной подготовки к лабораторной работе во внеаудиторное время.

Скачать файл