Задание и порядок выполнения работы
Работа выполняется на ПЭВМ каждым студентом самостоятельно.
Нелинейная система представлена линейной частью с передаточной функцией
(20)
С нелинейным звеном с релейной характеристикой или с релейной характеристикой с зоной нечувствительности.
Исследовать режим автоколебаний (определить их существование и параметры) в нелинейной АСУ, структурная схема которой изображена на рис.1, с передаточной функцией линейной части (20).
Значения параметров и варианты схемы нелинейного элемента приведены в таблице.
Номер варианта задается устно преподавателем.
Собрать структурную схему АСУ (рис.1) с нелинейным элементом на блоках моделирующей системы TUTSIM.
Определить существование и параметры автоколебаний при заданных в таблице значениях передаточного коэффициента k и начальном условии х(0).
Определить существование и параметры автоколебаний при начальных условиях х(0) = 0, 10, 40, 60.
Определить существование и параметры автоколебаний при значениях передаточного коэффициента k = 30, 15, 5.
Определить аналитическим или графическим способом существование и параметры автоколебаний АСУ с заданным нелинейным элементом.
Содержание отчета
Отчет о выполнении лабораторной работы должен содержать:
Исходные данные.
Статическую характеристику нелинейного элемента.
Расчеты по определению существования и параметров автоколебаний.
Графики переходных процессов, полученных при различных значениях х(0) и k.
Фазовые портреты, по которым определяются параметры автоколебаний.
Анализ результатов: выводы о существовании и зависимости амплитуды и частоты автоколебаний от параметров системы и от начальных условий.
Контрольные вопросы
Что такое автоколебания?
В чем заключается гармоническая линеаризация?
Каков порядок определения параметров автоколебаний методом гармонического баланса?
При каких условиях применим метод гармонической линеаризации?
Аналитические и графические способы определения параметров автоколебаний.
Аналитические и графические способы исследования устойчивости режима.
Литература
1. Попов Е.П. Теоpия нелинейных систем автоматического pегулиpования и упpавления. - М.: Наука, 1979. - 256 с.
2. Теоpия автоматического упpавления. Ч.2. Теория нелинейных и специальных систем автоматического упpавления. Учебник для вузов /Под pед. А.А. Воpонова. - 2-е изд. - М.: Высш.шк.,1977. – 288 с.
3. Теоpия автоматического упpавления: Учебник для вузов/Под pед. А.В. Нетушила. - 2-е изд., ч.1 и ч.2. - М.: Высшая школа, 1976.
Таблица - Значения параметров передаточной функции линейной части нелинейной системы, начальных условий и вариантов схем нелинейного элемента
Номер варианта |
К |
Т1 |
Т2 |
х(0) |
Тип н.э. |
С |
b |
0 |
40 |
1,0 |
0,7 |
80 |
а |
8 |
0 |
1 |
40 |
0,9 |
0,6 |
40 |
б |
8 |
2 |
2 |
80 |
0,8 |
0,5 |
60 |
а |
6 |
0 |
3 |
80 |
1,0 |
0,6 |
60 |
б |
6 |
2 |
4 |
60 |
0,9 |
0,5 |
70 |
а |
7 |
0 |
5 |
60 |
0,8 |
0,5 |
35 |
б |
3,5 |
2 |
6 |
10 |
1,0 |
0,7 |
30 |
а |
20 |
0 |
7 |
20 |
0,9 |
0,6 |
20 |
б |
15 |
10 |
8 |
30 |
0,8 |
0,5 |
10 |
а |
10 |
0 |
9 |
40 |
1,0 |
0,6 |
20 |
б |
8 |
6 |
10 |
50 |
0,9 |
0,5 |
80 |
а |
5 |
0 |
11 |
60 |
0,8 |
0,5 |
40 |
б |
6 |
2 |
12 |
70 |
0,7 |
1,0 |
60 |
а |
4 |
0 |
13 |
80 |
0,6 |
0,9 |
60 |
б |
20 |
4 |
14 |
90 |
0,5 |
0,8 |
70 |
а |
20 |
0 |
15 |
100 |
0,6 |
1,0 |
35 |
б |
15 |
8 |
16 |
10 |
0,5 |
0,9 |
30 |
а |
15 |
0 |
17 |
20 |
0,5 |
0,8 |
20 |
б |
8 |
6 |
18 |
30 |
1,0 |
0,7 |
10 |
а |
8 |
0 |
19 |
40 |
1,0 |
0,7 |
10 |
б |
5 |
4 |
20 |
50 |
0,9 |
0,6 |
80 |
а |
5 |
0 |
21 |
60 |
0,9 |
0,6 |
40 |
б |
6 |
2 |
22 |
70 |
0,8 |
0,5 |
60 |
а |
6 |
0 |
23 |
80 |
0,8 |
0,5 |
60 |
б |
4 |
10 |
24 |
90 |
1,0 |
0,6 |
70 |
а |
4 |
0 |
25 |
100 |
1,0 |
0,6 |
35 |
б |
20 |
8 |