Кафедра: "Электронные, радиоэлектронные и

электротехнические системы"

«УТВЕРЖДАЮ»

И. о. первого проректора

по учебной работе

__________ А. П. Мысютин «____»____________2013 г.

ТЕОРИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ

АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

для студентов дневной формы обучения направления

210100 – «Электроника и наноэлектроника»,

квалификация - магистр

Брянск 2013

УДК 621.314.2

Теория нелинейных систем автоматического управления: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов дневной формы обучения специальности 210100 – «Электроника и наноэлектроника», квалификация - магистр. – Брянск: БГТУ, 2013. – 52 с.

Разработал:

В.А. Хвостов

к.т.н., доц.

Рекомендовано кафедрой «Автоматизированный электропривод»

БГТУ (протокол № 5 от 18.01.13)

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ ……………………………………………… 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ИССЛЕДОВАНИЕ

ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ………………………………………..……… 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. ИССЛЕДОВАНИЕ

НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ………………………………………………… 10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. ИССЛЕДОВАНИЕ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

С НЕЛИНЕЙНОСТЯМИ ТИПА «ЗОНА

НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ» И «ЛЮФТ» ……………………… 18

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4. ИССЛЕДОВАНИЕ

РЕЛЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ …………………………………………………… 25

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5. ИССЛЕДОВАНИЕ

РЕЛЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ СО СКОЛЬЗЯЩИМИ РЕЖИМАМИ ………… 30

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6. ИССЛЕДОВАНИЕ

СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

С ПЕРЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ ………………………………. 35

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7. КОМПЕНСАЦИЯ

ВЛИЯНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ ПУТЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ

В ЦЕПЬ ЗВЕНА С ЖЕЛАЕМОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ……….. 39

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА№8. КОМПЕНСАЦИЯ

ВЛИЯНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ С ПОМОЩЬЮ

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ……………………. 43

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………….. 48

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………. 49

Предисловие

Курс по теории нелинейных систем автоматического управления призван познакомить студентов, обучающихся по профилю «Промышленная электроника и микропроцессорная техника» направления 210100-«Электроника и наноэлектроника», с современным уровнем развития методов и средств анализа и синтеза таких систем.

В качестве метода исследования в лабораторном практикуме используется математическое моделирование на основе системы компьютерной математики MatLab с приложением для моделирования динамических систем Simulink.

Это связано, с одной стороны с внедрением современных компьютерных технологий, а с другой – с необходимостью подготовки магистров, способных грамотно решать достаточно сложные технические проблемы, связанные с автоматизацией на основе современных вычислительных систем.

Основной целью данного лабораторного курса является последовательное исследование на основе моделирования сначала линейных систем, затем нелинейных с различными нелинейностями с тем, чтобы сделать выводы о влияния на качество управления самых различных нелинейностей. Задания на исследования формируются преподавателем так, чтобы в ходе его проведения всеми магистрантами и взаимного обмена результатами анализа получить информацию по максимально возможному классу нелинейностей.

Студент, выполнивший исследования влияния нелинейностей на качество управления, затем на тех же моделях путем введения в систему тех или иных дополнительных элементов и связей исследует пути коррекции таких систем с целью получения требуемого качества управления.

Данный сборник включает в себя 8 лабораторных работ, в первой половине которых проводится анализ систем, а во второй предпринята попытка синтеза систем с требуемым качеством управления.

Выполнение лабораторных работ требует полноценной подготовки и умения пользоваться возможностями как системы MatLab, так и ее приложения Simulink.

Лабораторная работа № 1 исследование линейных систем автоматического управления