Методичні вказівки

1. При завданні сумарних коефіцієнтів передачі К_П=С_ПК_П та К_І=С_ИК_И слід враховувати, що постійні коефіцієнти мають значення К_П=1 та К_І=1с^-1.

Коефіцієнти передачі потенціометрів С_П і С_І можуть задаватися в межах 0,051. Інтегруючий блок має два діапазони: К_І і 10К_І, тобто дозволяє одержати постійні коефіцієнти передачі 1с^-1 і 10с^-1.

2. При підготовці схеми моделювання слід відключити непотрібні блоки шляхом установки потенціометрів С_N, Cg в положення нульового коефіцієнта передачі. Тумблери в ланцюгах зворотного зв'язку моделі об'єкту управління і вихідного сигналу управляючого пристрою слід поставити в нижнє положення.

3. Для всіх експериментів слід вибрати дію, що задає g(t)=0,51(t). Величину цієї дії слід відрегулювати відповідним потенціометром після подачі команди "Пуск".

4. При визначенні часу перехідного процесу перемикач секундоміра слід встановити в положення " від ".

5. При визначенні квадратичної оцінки можуть використовуватися два діапазони (J або 10J) обчислювача оцінки. При виборі діапазону слід керуватися зручністю відліку значень і відсутністю "зашкалювання" вимірювального приладу.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Структурна схема досліджуваної системи автоматичного управління.

2. Розрахунки умов стійкості, сталої помилки і К_{І ОПТ}.

3. Графіки: теоретична і експериментальна залежності е_ст=f(К_П);

• експериментальна залежність ;

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5

ДОСЛІДЖЕННЯ ЛІНІЙНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО

УПРАВЛІННЯ ПРИ ВИПАДКОВІЙ ДІЇ НА

БАЗІ МОДУЛЮЮЧОГО КОМПЛЕКСУ СУЛ-3

Мета роботи: Дослідження впливу перешкод на точність системи автоматичного управління

ПРОГРАММА РОБОТИ

1. Розрахувати і побудувати графік залежності дисперсії помилки D_e від постійної часу інтегруючого елементу моделі об'єкту управління Т₀₂. Визначити її оптимальне значення Т_{02 ОПТ}, при якому досягається мінімум дисперсії D_e і саме значення дисперсії D_{e min}.

2. Зібрати схему моделювання (рис. 1).

3. Задати такі значення параметрів системи, що модулюється:

k_n=0,1 (c_n=0,1)

k_0=10 (c₀=1)

T₀₁=0 с C_n=0,15

a=7 В (значення амплітуди а вимірюється в крапці g із допомогою зовнішнього осцилографу).

Рисунок 1 – Схема моделювання

4. Зняти експериментально залежність дисперсії помилки від постійної часу Т₀₂, задаючи значення від Т₀₂=0,01 с до Т₀₂=1 с.

5. Експериментально визначити та пояснити зміну характеру сигналу помилки е(t) і параметру D_e при зміні постійної часу Т₀₂ у разі дії нульового сигналу, що задається (g=0). Аналогічний експеримент слід провести при нульовому значенні сигналу перешкоди (N=0).

Методичні вказівки

1. При завданні сумарних коефіцієнтів передачі k_n=k_nc_n та k_0=k₀c₀ слід враховувати, що постійні коефіцієнти мають значення k_n=1, k₀=10.

2. При підготовці схеми моделювання слід відключити непотрібні блоки, встановивши потенціометр c_g в положення нульового коефіцієнту передачі. Тумблери в ланцюгах зворотного зв'язку моделі об'єкту управління, вихідного сигналу управляючого пристрою і блоку завдання початкових умов слід поставити в нижнє положення.

3. Величина амплітуди дії, що задається вимірюється в крапці g осцилографом.

4. Відлік дисперсії робити не менш, ніж через 30 с після подачі команди "Пуск". Відлік часу можна здійснити по секундоміру.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 6

ДОСЛІДЖЕННЯ НЕЛІНІЙНИХ САУ

НА БАЗІ МОДУЛЮЮЧОГО КОМПЛЕКСУ СУЛ-3

Мета роботи: Експериментальне дослідження автоколивальних процесів у нелінійній системі, вплив виду нелінійності на якість нелінійної системи.

ПРОГРАМА РОБОТИ

1. Провести експериментальне дослідження статичних характеристик реального двопозиційного реле.

2. Визначити амплітуду і частоту автоколивань у точці y₂ при заданих параметрах петлі гістерезису.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Нелінійні системи - це системи автоматичного керування, прямування яких описуються нелінійними диференціальними рівняннями. Нелінійнисть частіше усього обумовлена характеристиками елементів з яких складається система, що по своїй фізичній природі є нелінійними. Наприклад:

• релейні елементи, у яких вихідна величина змінюється стрибкоподібно при безупинній зміні вхідної величини;

• обмеження напруги у всіх електронних підсилювачів, обумовлене напругою живлення;

• зона нечутливості двигунів постійного току, обумовлена моментом тертя в підшипниках;

• ВАХ терморезистору та інші.

Характеристики деяких нелінійних елементів подані на рис. 1.

a б

Рисунок 1 - Статичні характеристики нелінійних елементів:

а - терморезистоуа; б - електромагнітне реле.

Теоретичний аналіз нелінійних систем є більш складним через відсутність єдиних математичних методів рішення нелінійних диференціальних рівнянь. Теорія автоматичного керування має декілька методів аналізу і синтезу нелінійних систем, як точними, так і наближеними. З точних методів найбільше застосування знаходить метод фазового простору для систем першого, другого, а іноді, і третього порядку. Частіше метод фазової площини застосовується для систем другого порядку.

З наближених методів найбільше ефективним методом є метод гармонійної лінеаризації.

Роздивимося нелінійну систему, структурно-алгоритмічна схема якої приведена на рис. 2. Метою розрахунку є визначення можливості існування автоколивань і їхніх параметрів - амплітуди і частоти. Оскільки лінійна частина системи являє собою низькочастотний фільтр, то правильним є застосування методу гармонійної лінеаризації.

Рисунок 2 - Схема моделювання нелінійної системи.

Для даного типу нелінійності вираз для гармонійних коефіцієнтів підсилення можна записати в такому виді:

Обернений гармонійний коефіцієнт передачі нелінійного елементу визначається за формулою:

АФЧХ лінійної частини системи при

Для розрахунку параметрів автоколивань застосуємо метод Гольдфарба [1,2]