4. Пример моделирования
Рассмотрим пример моделирования системы автоматического управления по рис.1 при коэффициенте усиления K=8, постоянной времени апериодического звена T=4. Как было показано ранее в лабораторной работе 1, данная система имеет фазовый портрет, соответствующей колебательной системе с малым демпфированием. Дополним эту схему системой с управляемым ключом, с помощью которого обеспечим переменную структуру в процессе регулирования. Структурная схема модели системы в этом случае принимает следующий вид:
Рис.26. Структурная схема нелинейной системы
Далее на рис.27 приведены результаты моделирования фазовых траекторий при начальных условиях x = 20, y = 0.
Рис.27. Фазовый портрет системы с переменной структурой
Тонкими линиями на рис.27 показаны фазовые портреты исходной системы с разными коэффициентами усиления, а толстой линией портрет системы с переменной структурой. Переходя из квадранта в квадрант, система меняет характер движения. Там, где xy < 0 движение по траектории с меньшим коэффициентом усиления. При переходе в квадрант с xy > 0 движение идет по траектории с большим коэффициентом усиления.
На рис.28 показаны полученные по результатам моделирования переходные процессы в исходной системе с разными коэффициентами усиления и процесс в системе с переменной структурой. Процесс в системе с переменной структурой показан толстой линией. Как следует из приведенных зависимостей, в системе с переменной структурой наблюдается существенное снижение числа колебаний до достижения установившегося значения. Значительно сокращается при этом такой важный параметр как время регулирования.
Рис.28. Переходный процесс в исходных системах
и в системе с переменной структурой
5. Содержание отчёта
Отчет о выполнении работы должен содержать:
Цель работы.
Заданные преподавателем параметры линейной части системы по 1-ой лабораторной работе и коэффициенты усиления рассогласования.
Структурную схему системы автоматического управления с переменной структурой.
Область моделирования, время и шаг интегрирования.
Фазовые траектории при одних и тех же начальных условиях для линейной системы при разных коэффициентах усиления и системы с переменной структурой.
Переходный процесс в линейной системе при разных коэффициентах усиления и в нелинейной с переменной структурой.
Фазовый портрет системы автоматического управления с переменной структурой.
Выводы о влиянии на фазовый портрет и переходные процессы переменной структуры системы автоматического управления.
Выводы о характере переходных процессов в системе с переменной структурой.
6. Контрольные вопросы
Что такое логическое переключающее устройство?
Что изменяет логическое переключающее устройство в системе?
Может ли логическое переключающее устройство обеспечить автоколебательный режим работы?
Может ли логическое переключающее устройство обеспечить апериодический переходный процесс?
Может ли логическое переключающее устройство обеспечить заданный режим работы вне зависимости от остальной части системы?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
компенсация влияния нелинейностей
путем включения в цепь звена
с желаемой характеристикой
Целью работы является изучение одного из способов компенсации влияния нелинейностей путем включения в цепь звена с желаемой характеристикой.
Задачей работы является приобретение навыков исследования нелинейных систем автоматического управления с включением в цепь звена с желаемой характеристикой с помощью приложения Simulink системы компьютерной математики MatLab.
Продолжительность работы – 4 часа.