- •Министерство образования и науки российской федерации
- •ТЕория автоматического управления
- •Типовые динамические звенья
- •Использование пакета MatLab
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Исследование преобразований структурных схем
- •Краткие теоретические сведения
- •Использование пакета MatLab
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Порядок выполнения работы
- •Пояснения к выполнению работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 исследование замкнутых систем автоматического управления с жесткой обратной связью
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 исследование фазовых портретов линейных систем автоматического управления
- •Порядок выполнения работы
- •Пример моделирования
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6 Модальное управление
- •Краткие теоретические сведения
- •ИспользованиеMatLab
- •Порядок выполнения работы
- •Модели в пространстве состояний
- •Содержание отчета
- •Краткие теоретические сведения
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
Порядок выполнения работы
Выберите параметры элементов САУ (табл. 3.1) в соответствии с вариантом индивидуального задания.
Таблица 3.1
№№ |
g |
|
|
№№ |
g |
|
|
№№ |
g |
|
|
1 |
0,5 |
0,2 |
0,19 |
6 |
3 |
0,3 |
0,14 |
11 |
5,5 |
0,4 |
0,15 |
2 |
1 |
0,4 |
0,28 |
7 |
3,5 |
0,5 |
0,23 |
12 |
6 |
0,6 |
0,24 |
3 |
1,5 |
0,6 |
0,37 |
8 |
4 |
0,7 |
0,32 |
13 |
6,5 |
0,8 |
0,33 |
4 |
2 |
0,8 |
0,46 |
9 |
4,5 |
0,9 |
0,41 |
14 |
7 |
0,1 |
0,42 |
5 |
2,5 |
0,1 |
0,55 |
10 |
5 |
0,2 |
0,9 |
15 |
7,5 |
0,3 |
0,51 |
Рис.3.1.
2.
Для САУ с
П-регулятором рассчитать и построить
график зависимости =
f (
)
.
3. Моделированием получить экспериментальную зависимость = f ( ) для САУ с П-регулятором. Сопоставить результаты расчета с результатами моделирования.
4. Рассчитать
область возможных(граничных) значений
коэффициента передачи регулятора
(рис.3.1), при которых выполняется условие
устойчивости САУ. Расчет выполнить
отдельно для САУ с интегрирующим (И)
регулятором и САУ с пропорционально-интегрирующим
(ПИ) регулятором с учетом параметров
звеньев в соответствии с индивидуальным
заданием.
5. Смоделировать САУ с И и ПИ-регуляторами. Пронаблюдать величину статической ошибки, сделать выводы.
6. Проверить на модели выполнение условий устойчивости для САУ с И и ПИ-регуляторами. Сделать вывод об устойчивости САУ.
7. Смоделировать САУ с большей величиной коэффициента передачи регулятора, чем его граничное значение, определенное в п.4 программы. Пронаблюдать поведение неустойчивой САУ.
8. Для САУ с И и ПИ-регуляторами определить экспериментальные зависимости интегральной оценки от коэффициента передачи регулятора J0=f( ) и построить их графики.
9. По графикам
(п.8
программы) определить оптимальные
значения
10. Для САУ с И и ПИ-регуляторами исследовать переходные процессы при различных значениях . Для каждого переходного процесса определить типовые показатели качества: величину перерегулирования, время переходного процесса и колебательность.
Пояснения к выполнению работы
1. В САУ с ПИ-регулятором коэффициент передачи пропорционального звена считать равным номеру варианта.
2. Для САУ с П-регулятором, И-регулятором и ПИ-регуляторомцелесообразно создать отдельные модели в Matlab-Simulink, отличающиеся набором звеньев в блоке «РЕГ.» (рис. 1).
3.
График зависимости =
f (
)
необходимо строить вручнуюпо результатам
моделирования САУ с П-регулятором. Для
построенияграфика проводится серия
численных экспериментов на модели
приразличных значениях
. В каждом эксперименте определяется
величина ε , которая наносится на
координатную сетку. Число точек(экспериментов)
определяется произвольно, исходя из
внешнего видаграфика.
4. Определение граничного значения коэффициента передачи регулятора по п. 4 программы выполнить, используя критерий Гурвицадля определения устойчивости замкнутых САУ.
5.
Для определения интегральной оценки
необходимо дополнить модели САУ
фрагментом структурной схемы, показанной
на рис. 2, и подключить входы g
и y к
задающему воздействию и выходу САУ
соответственно. Экспериментальное
определение
и построение графика
=
f (
)
выполняется также, как и в п. 3 пояснений.
При этом диапазон изменений
выбирается
произвольно, но с учетом
(см. п. 4 программы).
6. При выполнении п. 10 программы для каждого типа САУ моделируются три переходных процесса: а) при =0,2 ; б) при = ; в) при = 2 , где – оптимальное значение , определяемое по п. 9 программы.
Рис. 3.2.
