Ход работы

1. Реализовать схему на ЭВМ. В программном пакете выбрать исследуемый блок – TransferFcn и ввести необходимые значения передаточной функции. Охватить звено отрицательной обратной связью с коэффициентом усиления равным единице. На вход исследуемого звена подать единичное ступенчатое воздействие от блока задания константы с параметром «1». Выход исследуемого звена подключить к устройству отображения выходного воздействия - Scope.

2. Построить с помощью Matlab график переходного процесса системы. Переходный процесс на графике должен быть завершившимся. Это достигается изменением времени моделирования (Stop time) в окне Simulation.

3. По полученной переходной характеристике графическим методом определить показатели качества регулирования.

4. Получить переходные процессы для отличных от заданных: коэффициента усиления, коэффициента обратной связи и двух произвольных постоянных времени.

5. Вновь по графикам определить показатели качества регулирования.

6. Сделать выводы о влиянии параметров системы на качество переходных процессов.

Содержание отчета

1. Задание на лабораторную работу.

2. Схема моделирования.

3. Графики переходных процессов систему с указанием показателей качества.

4. Численные значения показателей качества с необходимыми расчетами.

5. Выводы о влиянии параметров системы на показатели качества переходных процессов.

Таблица 4.1.

Номер варианта	Передаточная функция	Номер варианта	Передаточная функция
1		11
2		12
3		13
4		14
5		15
6		16
7		17
8		18
9		19
10		20

Контрольные вопросы

1. Что называется переходным процессом?

2. Назовите прямые показатели качества систем управления, дайте определения.

3. Какой процесс называется монотонным?

4. Что называется нулями и полюсами передаточной функции?

5. Какие значения перерегулирования считаются допустимыми?

Литература

[8, c. 70

Лабораторная работа №5.

Коррекция сау с помощью п и и регуляторов

Цель работы: Исследование влияния параметров схемы на работу П – и И – регуляторов, а также на качество переходного процесса.

В составе структуры САР содержится управляющее устройство, которое называется регулятором и выполняет основные функции управления, путем выработки управляющего воздействия U в зависимости от ошибки (отклонения), т.е. U = f(). Закон регулирования определяет вид этой зависимости без учёта инерционности элементов регулятора. Закон регулирования определяет основные качественные и количественные характеристики систем.

Различают линейные и нелинейные законы регулирования. Кроме того, законы регулирования могут быть реализованы в непрерывном или в цифровом виде. Цифровые законы регулирования реализуются путем построения регуляторов с помощью средств вычислительной техники (микро ЭВМ или микропроцессорных систем).

Простейшим является пропорциональный закон, а регулятор в этом случае называют П–регулятором. При этом U=U₀+k , где U₀ – постоянная величина, k – коэффициент пропорциональности. Основным достоинством П – регулятора является простота. По существу, это есть усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления k. Недостатки П – регулятора заключаются в невысокой точности регулирования, особенно для объектов с плохими динамическими свойствами.

Интегральный закон регулирования и соответствующий И – регулятор реализует следующую зависимость: , где Т – постоянная времени интегрирования.

Техническая реализация И – регулятора представляет собой усилитель постоянного тока с емкостной отрицательной обратной связью. И – регуляторы обеспечивают высокую точность в установившемся режиме. Вместе с тем, И – регулятор вызывает уменьшение устойчивости переходного процесса и системы в целом.

Пропорционально-интегральный закон регулирования позволяет объединить положительные свойства пропорционального и интегрального законов регулирования. В этом случае ПИ – регулятор реализует зависимость:

Мощным средством улучшения поведения САР в переходном режиме является введение в закон регулирования производной от ошибки. Часто эта производная вводится в пропорциональный закон регулирования. В этом случае имеем пропорционально-дифференциальный закон регулирования, регулятор является ПД – регулятором, который реализует зависимость:

Кроме ПИ – и ПД – регуляторов, часто на практике используют ПИД – регуляторы, которые реализуют пропорционально–интегрально–дифференциальный закон регулирования: