2. Задания к лабораторной работе

В замкнутую систему автоматического управления по 3-ой лабораторной работе ввести параллельно нелинейному звену звено с желаемой характеристикой. Желаемая характеристика задается преподавателем Рассогласование между характеристиками нелинейного звена и звена с желаемой характеристикой подать на вход системы. Построить фазовые портреты исходных моделей, а также модели с компенсацией влияния нелинейностей. Дать заключение о качестве регулирования..

3. Порядок выполнения работы

1. С помощью модели, разработанной ранее в 1-ой и 3-ей лабораторной работе построить фазовые портреты линейной и нелинейной системы в отдельном окне.

2. С помощью оператора «hold on» обеспечить сохранение полученных результатов результата для сравнения.

3. Ввести в модель звено с желаемой характеристикой. Рассогласование между сигналами нелинейного звена и звена с желаемой характеристикой подать на вход системы.

4. С помощью оператора «plot(x,y)» вывести результат и сопоставив его с портретами линейной и нелинейной модели сделать выводы о возможности улучшения качества управления введением дополнительного звена.

5. Построить по результатам моделирования переходные процессы в исходных системах. Сопоставить их с переходным процессом в скорректированной системе, сделать выводы о характере движения системы до и после введения дополнительного звена с желаемой характеристикой.

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. Если в эту систему добавить нелинейность в виде «люфта» по 3-ей лабораторной работе, то система приобретает предельный цикл с установившимися колебаниями. Дополним эту схему дополнительным звеном с желаемой характеристикой звена с коэффициентом усиления, равным единице. Структурная схема модели системы в этом случае принимает вид, показанный далее на рис.29.

Результаты моделирования одной из фазовых траекторий с начальными значениями x = 5, y = 0 показаны далее на рис.30. При этом тонкая линия сооветствует нелинейной системе, а толстая – линейной системе и системе с коррекцией.

Рис.29. Структурная схема нелинейной системы с коррекцией

Рис.30. Фазовые траектории нелинейной системы при введении дополнительного звена с желаемой характеристикой

Так как траектория линейной системы полностью совпадает с траекторий нелинейной при наличии дополнительного звена, в нашем случае имеем идеальный случай компенсации.

5. Содержание отчёта

Отчет о выполнении работы должен содержать:

1. Цель работы.

2. Заданные преподавателем параметры линейной и нелинейной части системы по 1-ой и 3-ей лабораторным работам, а также коэффициент усиления дополнительного звена.

3. Структурную схему системы автоматического управления с дополнительным звеном с желаемой характеристикой.

4. Область моделирования, время и шаг интегрирования.

5. Фазовые траектории при одних и тех же начальных условиях для линейной системы, нелинейной системы и системы с коррекцией.

6. Переходный процесс в линейной системе, системе с нелинейностью и системе с коррекцией нелинейности.

7. Фазовый портрет системы автоматического управления нелинейной системы с коррекцией.

8. Выводы о влиянии на фазовый портрет и переходные процессы введения дополнительного звена с желаемой характеристикой.

9. Выводы о характере переходных процессов в рассматриваемых системах.