Структурная схема исследуемой САУ. Передаточная нелинейного элемента типа зазор, люфт. Характеристика нелинейного элемента

Страницы работы

Содержание работы

Санкт-Петербургский государственный технический университет Факультет Технической Кибернетики

Кафедра Компьютерных Систем и Программных Технологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Дисциплина: Технические средства автоматики и управления

Выполнил студент гр. 4081/1                          

Руководитель, к.т.н., доцент                            

"___ "_________ 2010 г.

Санкт-Петербург 2010

1.  Задание

Структурная схема исследуемой САУ представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структурная схема исследуемой САУ.

Wн(x) – передаточная нелинейного элемента типа зазор, люфт. Его характеристика приведена на рисунке 1.2.

Нелинейеость

Рис. 1.2. Характеристика нелинейного элемента. a = 1, k = 1.

Передаточные функции объекта управления и регулирующего звена приведены ниже.

Звёздочкой отмечены изменяемые параметры.

2.  Определение устойчивости системы

а) Устойчивость разомкнутой системы.

Передаточная функция разомкнутой системы:

Корни характеристического многочлена лежат в левой полуплоскости, значит, система устойчива.

б) Устойчивость замкнутой системы.

Передаточная функция замкнутой системы:

Вещественные части корней характеристического полинома лежат в левой комплексной полуплоскости(<0), значит, система устойчива.

3.  Построение области устойчивости замкнутой системы в плоскости изменяемых параметров

Для определения устойчивости системы воспользуемся критерием Гурвица. Раскроем скобки в характеристическом полиноме замкнутой системы:

По критерию Гурвица, для того чтобы система была устойчива, должно выполняться условие: Произведение средних коэффициентов должно быть больше произведения крайних. Поэтому можно записать:

Здесь х и у – изменяемые параметры системы.

Для построения этой плоскости графически воспользуемся программой dcomв matlab, приведенной в следующем листинге:

function [] = dcom( q_string, range_x, range_y )

% DCOM (сокр. D-decomposition). Построение D-разбиения в

% пространстве двух варьируемых параметров х,у системы

% с характеристическим уравнением, заданным в строке q_string

% q_string   - символьная запись знаменателя передаточной функции % с двумя варьируемыми параметрами х и у

% range_x - массив абсцисс в формате [минимум:шаг:максимум] % range_y     - массив ординат в формате [минимум: шаг: максимум]

% Пример вызова:

% q_string - '[1, х-1.2, у-0.8*х+0.48, 0.16*х-0.4*у+0.936]';

% range_x = [0:0.1:10];

% range_y = [0:0.1:10];

% dcom( q_string, range_x, range_y );

n = length ( range_x ); m = length ( range_y );

P = zeros ( m, n ); % Матрица, соответствующая плоскости

% двух параметров, ненулевые значения

% элементов которой говорят

% о неустойчивости системы

% Сканирование и проверка на устойчивость в плоскости (х,у)

for i = 1:n

for j = 1:m

x = range_x( i );   % Текущая абсцисса

y = range_y( j );   % Текущая ордината

q = eval( q_string ); % Значение знаменателя в текущей точке

P ( j,  i )  = rr( q ); % Количество правых полюсов

% в данной точке

end

end

% Построение окна

F = figure;

A = axes( 'Parent', F,  ...

'Position', [0.1 0.1 0.85 0.85],  ...

'Units',  'normalized',  ...

'NextPlot', 'add',  ...

'ButtonDownFcn',  'dcom_action;', ...

'Tag',   'Axes',   ...

'UserData', q_string );

% Построение графика D-разбиения

contour ( range_x, range_y, P );

xlabel( 'x' ),

ylabel( 'y' );

title(  'D-разбиение'  );

grid on;

function [] = dcom_action()

% DCOM_ACTION - функция обработки нажатия левой кнопки мыши % в активном окне

h = gcbo;   % Объект, для которого вызван обработчик

cp = get( h,   'CurrentPoint'  );     % Указываемая мышью точка х = ср( 1, 1 ); у = ср( 1, 2 ) ;

q_string = get( h,  'UserData' );   % Исследуемый полином

n = rr ( eval ( q_string )  );  % Количество правых полюсов

s = sprintf( ' D(%i)', n ); % Подготовка строки

text ( x, y, s )';  % Вывод строки на график

plot ( x, y,  '.' );    % Вывод текущей точки на гра

function n = rr( q )

% RR (RightRoots) вычисляет n - количество правых полюсов I полинома q

p = roots( q );

k= find( real ( p ) >= 0 );      % Индексы полюсов, расположенных

% в правой полуплоскости

if( isempty( k ) == 0 ) % Имеется length(к) правых полюсов

n = length( k ); else

n = 0;  % Правые полюса отсутствуют

end

Для построения D-разбиения выполним следующую команду:

dcom('[10, 51, 65+7500*x, 18750+6*y]', -0.4:0.01:1, -5000:100:5000)

Результат D-разбиения представлен на рисунке.

Рис 3.1. Области устойчивости в плоскости двух параметров системы

Система устойчива только в области параметров D(0).

4.  Подбор корректирующего звена для установки переходного процесса с заданными параметрами

Похожие материалы

Информация о работе