Зміст протоколу

1. Титульний лист.

2. Мета роботи.

3. Короткі теоретичні відомості.

4. Принципова схема та опис її роботи з виділенням функціональних блоків. Вхідні дані.

5. S-модель системи та криві перехідного процесу у зоні стійкості та за наближення до критичних значень параметру.

6. S-модель системи та криві перехідного процесу за умови введення стабілізуючої ланки.

7. Висновки по роботі з аналізом всіх отриманих результатів.

Контрольні запитання

1. Дайте визначення статичної системи автоматичного керування.

2. Перерахуєте прямі показники якості перехідного процесу.

3. Яким чином перерегулювання впливає на характер кривої перехідного процесу?

4. Що таке коливальність (коефіцієнт коливальності) перехідного процесу?

5. Визначення запасу стійкості автоматичної системи по амплітудно-фазовій характеристиці. Запас стійкості по амплітуді і по фазі.

Лабораторна робота №8 аналіз перехідних процесів астатичних систем

Мета роботи: проаналізувати перехідні характеристики астатичних систем автоматичного керування на основі прямих та опосередкованих методів.

8.1. Завдання на роботу

1. Погодити з викладачем завдання щодо принципової схеми, а також параметрів елементів, що входять до схеми.

2. Дати опис роботи системи.

3. Навести систему рівнянь для математичного опису кожного фізичного елементу системи та його спрощену передавальну функцію.

4. Скласти структурну схему системи.

5. Навести передавальну функцію розімкненої та замкненої системи.

6. Якщо це випливає з завдання, уточнити коефіцієнт підсилення системи необхідний для забезпечення заданої точності керування.

7. Використовуючи критерій стійкості перевірити систему на стійкість.

8.2. Стислі теоретичні відомості

Система називається астатичною якщо в основному її колі є хоча б одна інтегруюча ланка.

Загальні методичні вказівки для даного розділу практично повністю збігаються з викладеним у відповідному розділі лабораторної роботи №6. Тому, в цьому розділі наведені лише відмінності.

На відміну від статичної системи, в астатичній величина статизму дорівнює нулю. Отже, статична похибка системи визначається не з рівняння, а визначається нелінійностями які є в реальній системі. Такими нелінійностями зазвичай є насичення феромагнітних матеріалів та зона нечуттєвості. Ці типи нелінійностей можна легко промоделювати в системі Simulink використовуючи блоки Saturation і Dead Zone.

Приведемо приклад козрахунку похибки астатичної системи.

Нехай маємо систему стабілізації напруги генератора постійного струму напруга на виході якого . В складі системи знаходиться виконавчий двигун постійного струму, який має нелінійність типу зони нечуттєвості, а саме напругу зрушення . Задаюча еталонна напруга . Тоді вихідна напруга визначатиметься так:

.

Тобто похибка , в абсолютному вимірі, склала 4,6 В.

8.3. Методичні вказівки

1. Відповідно до наданого викладачем в номеру варіанту завдання N визначити схему статичної системи (рис.8.1–8.3), параметри елементів, що до неї входять.

З авдання для варіантів з номерами :

Вхідні дані. Номінальні дані виконавчого двигуна: напруга зрушення ; , В; ; ; , с. Параметри керованого підсилювача П: коефіцієнт підсилення , еквівалентна постійна часу Тп=0,01 с. Коефіцієнт передачі редуктора Р дорівнює . Сельсинну пару СД-СП вважаємо безінерційною. Максимальна напруга на вихідній обмотці становить 110 В.

Завдання для варіантів з номерами :

Вхідні дані. У якості генератора в системі Г-Д використано електромашинний підсилювач типу ЭМУ-50. коефіцієнт підсилення по напрузі ; постійні часу першого каскаду (обмотки керування ОК1) , с, та другого каскаду , с. Параметри виконавчого двигуна: , В; ; ; , с; напруга зрушення , В. Потенціометри П1 та П2 мають кут охвату та напругу живлення 100 В.

Редуктор Р має коефіцієнт передачі .

У разі необхідності показати можливість і схему підключення стабілізуючої ланки.

Завдання для варіантів з номерами :

Вхідні дані. Параметри генератора: ,  с. Коефіцієнт підсилення підсилювача встановити виходячи з умови, що коливання напруги на навантаженні у режимі стабілізації не повинні перевищувати 0,5 В. При цьому відомо, що задана напруга , В; напруга генератора  В; напруга зрушення виконавчого двигуна . Коефіцієнт передачі редуктора . Номінальні дані виконавчого двигуна: , В; ; ; , с.

Постійна часу підсилювача П – .

Потенціометр П1 має повний кут охвату та напругу живлення , В.

Інші пункти цього розділу збігаються з відповідними пунктами розділу 3 лабораторної роботи №6 (див. стор. 51, 52).