2 Синтез линейной системы автоматического регулирования по логарифмическим частотным характеристикам

2.1 Построение лачх исходной системы

Асимптотическую ЛАЧХ построим по передаточной функции исходной системы согласно методике, рассмотренной в п. 1.4 (рисунок 8).

2.2 Построение желаемой лачх

Желаемую ЛАЧХ построим на основании требований, предъявляемых к свойствам системы по методу В.В. Солодовникова.

Желаемую ЛАЧХ условно разделяют на три части: низкочастотную, среднечастотную и высокочастотную.

Среднечастотная асимптота определяет устойчивость, запас устойчивости, быстродействие системы. Ее параметрами являются частота среза , наклон, выражаемый в децибелах на декаду и диапазон частот.

Частоту среза , запасы устойчивости по модулюи по фазе выбирают по заданным значениям максимального перерегулированияи времени регулирования. в соответствии с номограммами предложенными Солодовниковым В.В. 5.24, 5.25, с.272 [3].

Выбираем ,,.

Выбираем частоту среза согласно формуле:

=5,9(2.1)

Отмечают ее на оси частот на том же рисунке, где изображена ЛАЧХ исходной системы (рисунок 9). Через точку проведем прямую линию с наклоном.

На оси ординат отметим точки с координатами , через которые проведем пунктиром горизонтальные прямые до пересечения их с линией.

Частоты, которым соответствуют точки пересечения прямых определяют нижнюю и верхнюю границы среднечастотного диапазона (на рисунке 9 это и).

Среднечастотную асимптоту желаемой ЛАЧХ сопрягаем с низкочастотной и высокочастотной асимптотами.

Рисунок 9 ‑ Построение желаемой ЛАЧХ и ЛАЧХ корректирующего устрой-

ства

2.3 Проверка запаса устойчивости по фазе скорректированной системы

Проверяем запас устойчивости по фазе для желаемой ЛАЧХ.

Для этого сначала получим выражение для фазовой частотной характеристики ФЧХ системы по виду желаемой ЛАЧХ.

Фиксируем частоты излома желаемой ЛАЧХ =0,59,=59,=0,085.

Постоянные времени найдем по формулам:

. (2.2)

Тогда выражение для расчета фазовой частотной характеристики системы представится в виде:

(2.3)

Запас устойчивости:

, (2.4)

Подставляя в данную формулу значения частот излома желаемой ЛАЧХ, получим .

Откуда видно, что условие запаса устойчивости:

(2.5)

выполняется только для частоты .

Тогда проверим выполнение данного условия на частоте среза .

Подставив численные значения, получим и, условие выполняется, значит, вопрос о коррекции желаемой ЛАЧХ, решаем на основе оценки качества системы.

2.4 Передаточная функция разомкнутой скорректированной системы

Звенья, которые входят в скорректированную систему, определяем, как и при составлении фазовой частотной характеристики (п.2.3), по изменению наклона ЛАЧХ.

Тогда передаточная функция разомкнутой скорректированной системы представится в виде:

(2.6)

или введя новые переменные:

, (2.7)

Подставив численные значения, получим:

(2.8)

2.5 Построение лачх последовательного корректирующего устройства

Построим ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства путем графического вычитания ЛАЧХ исходной системыиз желаемой ЛАЧХ(рисунок 8):

. (2.9)

2.6 Передаточная функция корректирующего устройства

По ЛАЧХ последовательного корректирующего устройства составляем его передаточную функцию таким же способом, как для разомкнутой системы.

Передаточная функция последовательного корректирующего устройства имеет вид:

. (2.10)

Исходя из ранее найденных значений (1.26) отметим частоты излома ЛАЧХ корректирующего устройства:

.

Для частот излома найдем соответствующие им постоянные времени корректирующего устройства по формуле:

. (2.11)

Подставив численные значения, получим:

Te=	11,76471
Ta=	1,694915
T1=	0,862069
T2=	0,5
T3=	0,078003
T4=	0,06502
Tb=	0,016949

По найденным значениям получим окончательный вид передаточной функции корректирующего устройства: