Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
Галиев Булат Ирекович 45 9 0, с.Бураево ул.Пионерская, 3, МОБУ Гимназия № с.Бураево 13 9. Анисимова Дарья Александровна 45 ,г....полностью>>
'Документ'
8 3 Кокотько Борис - + - + + + + + - + + + + + + - + + + + + + + + + + 84....полностью>>
'Документ'
на проект приказа Минобрнауки России «Об утверждении квалификационных требований к экспертам в области проведения государственной аккредитации образов...полностью>>
'Документ'
Выпускникам, не завершившим среднего (полного) общего образования и не допущенным к государственной (итоговой) аттестации, выдается справка об обучени...полностью>>

Главная > Документ

Сохрани ссылку в одной из сетей:
Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Лабораторная работа № 1

Элементарные звенья систем автоматического управления

1. Цель работы

Исследовать динамические характеристики, основные свойства типовых звеньев систем автоматического управления (САУ), а также познакомиться с основными правилами структурного метода.

2. Основные сведения

Всё разнообразие линейных САУ можно, при определённых допущениях, представить в виде комбинации достаточно простых (элементарных) звеньев. Их дифференциальные уравнения (основная динамическая характеристика) имеют невысокий порядок, легко анализируются и позволяют найти все другие часто используемые характеристики: переходную функцию h(t), импульсную переходную функцию g(t), передаточную функцию W(p), частотные характеристики.

В лабораторной работе предлагается исcледовать следующие элементарные звенья:

  1. интегрирующее, дифференциальное уравнение которого

,

где y - выходная координата звена; u - входное воздействие; k- коэффициент передачи; передаточная функция звена:

W(p)=y(p)/u(p)=k/p.

Переходная функция (ПФ) этого звена, как реакция на входное воздействие типа единичной ступенчатой функции u(t)=1(t) при нулевых начальных условиях, может быть найдена интегрированием дифференциального уравнения:

h(t) = k. t,

Импульсная переходная функция (ИПФ) является производной ПФ звена:

g(t)=k.1(t).

Частотные характеристики можно получить, заменив в передаточной функции p на jw:

W(jw) - АФХ; A(w)= P2(w)+Q2(w) - АЧХ;

P(w)= Re[W(jw)] - ВЧХ; Q(w)=Im[W(jw)] - МЧХ;

j(w) = arct[Q(w)/P(w)] - ФЧХ.

Аналогичным образом указанные характеристики могут быть получены и для других звеньев;

2) апериодическое звено описывается дифференциальным уравнением

T + y = k u

где T - постоянная времени, k - коэффициент передачи;

3) колебательное звено имеет дифференциальное уравнение

T2 + 2 d T + y = k u,

где d - коэффициент демпфирования;

4) дифференциальное уравнение реального дифференцирующего звена имеет следующий вид:

m + y = k u,

а передаточная функция:

W(p) = y(p) / u(p) = k p /(mp+1).

3.Методические указания

Импульсную переходную характеристику звеньев можно получить, подавая на вход ‘’короткий’’ импульс большой амплитуды, площадь которого равна единице (приближение d-функции), при нулевых начальных условиях.

В случае если пакет прикладных программ не даёт возможности расчёта частотной характеристики, можно получить её, подавая на вход звена синусоидальное воздействие заданной амплитуды и фиксируя амплитуду и фазу выходного сигнала звена в установившемся режиме (рис.1.1.).

U=Aвх sin(wt) y=Aвых sin(wt+ j)

W(jw)

Рис.1.1. Схема эксперимента по исследованию

частотных характеристик элементарных звеньев

АЧХ строится по точкам при фиксированных значениях частот wi:

A(wi)= Aвых(wi)/ Aвх(wi),

а фазочастотная - как разница фаз выходного и входного синусоидальных сигналов.

При исследовании влияния коэффициента m реального дифференцирующего звена на точность воспроизведения производной необходимо построить колебательное звено на интеграторах (рис.1.2.) и при различных m фиксировать выходной сигнал реального дифференцирующего звена и первого интегратора колебательного звена.

4.Порядок выполнения работы

4.1. Используя один из пакетов прикладных программ для исследования САУ (COMPAS, SIMNON, MATLAB), проанализировать свойства модели интегрирующего звена. Получить график переходной функции, импульсной переходной функции (ИПФ), снять частотные характеристики звена, которого необходимо выбрать из табл.1.1.

Номер варианта

Параметр

1

2

3

4

5

6

7

8

9

K

2.50

2.00

4.00

1.50

5.00

0.80

3.00

0.50

6.00

T

0.20

0.40

4.00

0.80

2.00

1.50

0.50

1.00

3.00

d

0.40

0.50

0.10

0.30

0.60

0.80

0.30

0.40

0.00

m

0.05

0.10

0.50

0.15

0.30

0.20

0.08

0.60

0.40

Таблица 1.1.

4.2. Увеличивая и уменьшая k интегрирующего звена в два раза оценить его влияние на ПФ и ИПФ.

4.3. Повторить эксперименты п.4.1 для апериодического звена.

4.4. Изменяя последовательно k и T апериодического звена, оценить их влияние на ПФ.

4.5. Провести эксперименты для колебательного звена аналогично п.4.1.

4.6. Изменяя последовательно k, T, d, оценить их влияние на переходную характеристику колебательного звена.

4.7. Исследовать характеристики реального дифференцирующего звена аналогично п.4.1.

4.8. Провести эксперимент по снятию частотной характеристики реального дифференцирующего звена в соответствии с методичкой, приведённой в разд. 3 (рис. 1.1). Сравнить экспериментально построенную по точкам логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) с расчётной.

4.9. На вход реального дифференцирующего звена подать выходной сигнал колебательного звена и сравнить точное значение производной его выходного сигнала с выходным сигналом реального дифференцирующего звена. Оценить влияние m на точность воспроизведения производной.

5.Содержание отчёта

5.1. Дифференциальные уравнения, передаточные функции, схемы моделирования, исследуемых звеньев.

5.2. Экспериментально полученные данные по разд.4.

5.3.Экспериментально полученные частотные характеристики интегрирующего звена.

5.4. Выводы по п.п. 4.2.,4.4., 4.6., 4.9.

6.Контрольные вопросы

6.1.Построить ВЧХ, МЧХ, АЧХ, АФХ, колебательного звена исследованного в работе.

6.2. Как влияют величины k, T, d реального дифференцирующего звена на его ЛАЧХ?

6.3.Записать выражение для переходной характеристики апериодического звена и проанализировать влияние k и T на параметры переходного процесса.

6.4.Записать передаточные функции интегратора и апереодического звена, охваченных еденичной отрицательной обратной связью.



Похожие документы:

  1. Учебно-методический комплекс по дисциплине Теория автоматического управления (название)

    Учебно-методический комплекс
    ... лабораторной работы Лабораторная работа № 1: Исследование на ПЭВМ временных и частотных характеристик элементарных динамических звеньев Раздел. 1. Математическое описание автоматических систем управления ...
  2. Программа дисциплины «Основы автоматического управления»  для направления 221400. 62 «Управление качеством» подготовки бакалавра

    Программа дисциплины
    ... измерений, систем автоматического управления и регулирования. 5 12 - Структурные схемы систем автоматического регулирования и средств измерений, соединения звеньев (блоков ...
  3. Методические указания к проведению лабораторной работы по курсу «Синтез автоматических приборных устройств» для студентов специальности 015500 «Приборостроение» Томск 2008

    Методические указания
    ... лабораторной работы предусматривает выполнение следующих шагов: Аудиторная работа (4 часа) Шаг 1 Изучить показатели качества систем автоматического управления ...
  4. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих (3)

    Документ
    ... систем автоматического управления циклом, систем регулирования мощности испарителей, систем автоматической откачки. 40. Установки вакуумного напыления с автоматическим управлением ... ; элементарные правила работы с электрооборудованием. Примеры работ 1. ...
  5. Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих Выпуск 66 Раздел

    Справочник
    ... . Наладка лабораторного оборудования. ... разряд Характеристика работ. Управление работой двигателя и ... и системам; элементарные сведения о ... экранирования отдельных звеньев настраиваемых радиоустройств; ... работы изделия по приборам систем автоматического ...

Другие похожие документы..