Задание и порядок его выполнения

1. Снять статические характеристики всех нелинейных элементов из табл. 1.2 в среде Simulink, предварительно настроив их модели и соответственно координатные оси блока XYGraf на заданные вариантами параметры НЭ из табл. 4.4. На вход системы необходимо подавать синусоидальное воздействие. В качестве примера на рис. 4.5 приведена схема построения системы с характеристикой типа «зона нечувствительности», очевидно, что амплитуда входной синусоиды должна быть больше, чем зона нечувствительности НЭ. Результат моделирования представлен на рис.4.6.

Рис. 4.5 Схема для снятия статических характеристик НЭ

Рис. 4.6. Зона нечувствительности на экране блока XYGraf

Характеристики трехпозиционного реле и реле с гистерезисом собираются из двух стандартных блоков Relay по следующей схеме:

Рис.4.7. Построение трехпозиционного реле в Simulink

Параметры блоков Relay для случая трехпозиционного реле приведены на рис.4.8.

.Ошибка! Объект не может быть создан из кодов полей редактирования.

Рис.4.8.

2. Собрать схему системы первого порядка, например, для НЭ типа «насыщение» схема приведена на рис.4.9, подавать на вход системы прямоугольный импульс (комбинация двух блоков Step), результаты моделирования наблюдать на виртуальном осциллографе, зарисовать их, сделать выводы о влиянии НЭ, об устойчивости системы, повторить опыт для всех видов НЭ

Рисунок 4.9 – Структурная схема системы первого порядка с нелинейным элементом «зона нечувствительности»

3. Проделать предыдущее задание при подаче на вход системы синусоидального воздействия, оценить влияние на выходную характеристику амплитуды и частоты входного сигнала, коэффициента усиления и постоянной времени линейной системы. Проделать опыт для одного НЭ, заданного вариантом задания.

4. Собрать аналогично рис. 4.9 схему системы второго порядка и повторить п. 2, п. 3.

5. Собрать замкнутую линейную систему третьего порядка и определить экспериментально по виду переходного процесса критическое значение коэффициента усиления К_кр. Построить ЛАЧХ и ФЧХ системы, сделать вывод об ее устойчивости.

6. Собрать аналогично рис. 4.9 схему нелинейной системы третьего порядка, повторить п. 2., п. 3. Определить К_кр. в нелинейной системе. Сделать вывод об ее устойчивости.

7. Оценить условия возникновения автоколебаний в автономной нелинейной системе третьего порядка при и . Получить зависимости амплитуды и частоты автоколебаний от коэффициента усиления А_ак(К) и ω_ак(К). Посмотреть, как влияет изменение постоянной времени системы на А_ак и ω_ак. Если автоколебания не возникают в автономной системе, проверить возможность их возникновения путем подачи на вход управляющего синусоидального воздействия, постепенно увеличивая его амплитуду. Оценить возможные режимы работы и зарисовать осциллограммы переходных функций в зависимости от величины управляющего воздействия. Сделать выводы о результатах опыта.

8. Построить годограф Найквиста для системы третьего порядка и характеристику нелинейного элемента из табл. 4.4 на одном графике. Сделать выводы о возможности возникновения автоколебаний, оценить их устойчивость.

9. В случае однозначных статических характеристик определить параметры автоколебаний по логарифмическим характеристикам, используя формулы (4.6) и (4.7).