Ход работы

Вариант 1. Введение в закон регулирования производной от сигнала рассогласования (использование ПД-закона регулирования) посредством включения в исходную САР корректирующего элемента в виде идеального дифференцирующего звена на основе операционного усилителя (см. табл. 1 и рис. 9, а).

При выполнении данного варианта внесите изменения в струк­турную схему САР в соответствии с рисунком 9, в и выполните компьютерное моделирование скорректированной сис­темы при различных значениях постоянной времени Т_д (от 1 с до значения, обеспечивающего удовлетворительные показатели каче­ства переходного процесса при максимальном значении возмущаю­щего воздействия ΔJ).

Вариант 2. Введение в закон регулирования интеграла от сиг­нала рассогласования (использование И-закона регулирования) посредством замены в исходной схеме САР усилителя УО1 на операционный усилитель, включенный по схеме идеального интегрирующего звена — интегратора (см. табл. 1; рис. 10, а )

Рис. 9. Фрагменты схем САР

Напряжения синхронного генератора с корректирующим элементом в виде идеального дифференцирующего звена:

а — фрагмент принципиальной схемы (рассматривать совместно с рис. 1); б — фрагмент функциональной схемы; в — фрагмент структурной схемы.

Рис. 10. Фрагменты схем САР напря­жения синхронного генератора с И-законом регулирования:

а — фрагмент принципиальной схемы (рассматривать совместно с рис. 1); 6 — фрагмент функциональной схемы; в — фрагмент структурной схемы.

Рис. 11. Фрагменты схем САР

Напряжения синхронного генератора

с ПИ-законом регулирования:

а — фрагмент принципиальной схемы (рассматривать совместно с рис. 1); б— фрагмент функциональной схемы; в — фрагмент структурной схемы.

Вариант 4. Введение в закон регулирования производной и инте­грала от сигнала рассогласования (применение ПИД-закона регули­рования) посредством совместного использования корректирующих элементов на основе операционных усилителей (см. табл. 1), реа­лизующих идеальное дифференцирующее (см. рис. 9, а) и инте­грирующее (см. рис. 10, а) звенья.

При выполнении данного варианта измените структурную схе­му исходной САР в соответствии с фрагментом схе­мы, приведенным на рисунке 12.

В процессе компьютерного моделирования скорректирован­ной САР, изменяя значения постоянных времени Т_д от 1 до 2 с, Т_и от 0,1 до 2 с и коэффициента усиления k_i от критического до 1, определите их значения, которые обеспечивают удовлетворитель­ные показатели качества процесса регулирования при максималь­ном значении ступенчатого воздействия А1.

Рис. 12. Фрагмент структурной схемы

САР напряжения синхронно­го генератора

с ПИД-законом регу­лирования

Выполняя этот вариант, внесите изменения в структурную схему САР согласно рисунку 10, в и выполните ее мо­делирование при вариациях значений постоянной времени Т_н в пределах от 0,1 до 2 с. На основе результатов моделирования onределите значение Т_и, которое обеспечивает удовлетворительные показатели качества переходного процесса при максимальном значении возмущающего воздействия А1.

Вариант 3. Дополнительное введение в закон регулирования интеграла от сигнала рассогласования (использование ПИ-закона регулирования) с помощью корректирующего элемента на основе операционного усилителя, реализующего схему идеального инте­грирующего звена — интегратора (см. табл. 1; рис. 11, а).

При выполнении данного варианта измените структурную схему исходной САР в соответствии с рисунком 11, в и выполните компьютерное моделирование САР при вариациях значений постоянной времени Т_н в пределах от 0,1 до 2 с и ко­эффициента усиления k_i от критического до 1. В процессе моде­лирования определите значения Т_н и k_i, которые обеспечивают удовлетворительные показатели качества процесса регулирования при максимальном ступенчатом возмущающем воздействии А1.

Вариант 5. Охват электронного усилителя отрицательной жест­кой обратной связью с помощью резистора R₀, включенного в ис­ходную схему САР согласно схеме, показанной на рисунке 13, а.

Такой корректирующий элемент представляет собой безынер­ционное (пропорциональное, идеальное) звено с передаточной функцией

где k₀ — коэффициент обратной связи, зависящий от положения подвижного кон­такта резистора R_о: в верхнем крайнем положении k_о= 1, в нижнем k₀ = 0.

В процессе компьютерного моделирования скорректирован­ной САР определите значение коэффициента обратной связи k₀, уменьшая его от 1 до значения, при котором обеспечивается переходный процесс системы с удов­летворительными показателями качества для случая максималь­ного изменения ступенчатого возмущающего воздействия А1.

Рис. 13. Фрагменты схем

CAP напряжения синхронного

генератора с корректирующим

элементом в виде отрицательной жесткой обратной связи: а — фрагмент принципиальной схемы (рассматривать совмест­но с рис. 1); б — фрагмент функциональной схемы; в — фрагмент структур­ной схемы.

Рис. 14. Фрагменты схем САР

напряжения синхронного генератора

с корректирующим элементом в виде

реальных дифференцирующих

звеньев:

а — фрагмент принципиальной схемы с LС-цепочкой и электрон­ным усилителем (рассматривать совместно с рис. 1); б— фрагмент функциональной схемы; в — фрагмент структурной схемы.

Вариант 6. Охват электромашинного усилителя гибкой отри­цательной обратной связью с использованием активного реального дифференцирующего элемента в виде LС-цепочки (см. табл.1), включенной на вход усилителя с большим входным сопротивле­нием и коэффициентом усиления k (см. рис. 14, а).

При выполнении этого варианта внесите изменения в схемы САР (см. рис. 1) в соответствии с рисунком 14, в и про­ведите моделирование скорректированной системы, варьируя значениями параметров k и Т в пределах соответственно от 1 до 10 и от 0,1 до 2 с. В процессе моделирования САР определите пере­ходный процесс при максимальном значении ступенчатого возму­щения А1, отвечающий требуемым показателям качества регулиро­вания напряжения генератора.