Практическое задание

Часть 1. Исследование временных характеристик звеньев

1. Запустить на выполнение файл «Позиционные звенья.vsm».

2. Для апериодических звеньев 1-го порядка задать значения постоянных времени и коэффициентов передачи. Проанализировать, как влияют заданные параметры на форму временных характеристик.

3. Для апериодических звеньев 2-го порядка задать значения постоянных времени и коэффициентов передачи. Проанализировать, как влияют заданные параметры на форму временных характеристик.

4. Для колебательных звеньев задать значения постоянных времени, коэффициентов передачи и параметров затухания. Проанализировать, как влияют заданные параметры на форму временных характеристик.

5. Для консервативных звеньев задать значения постоянных времени и коэффициентов передачи. Проанализировать, как влияют заданные параметры на форму временных характеристик.

6. Выполнить аналогичные действия с файлами «Интегрирующие звенья.vsm», «Дифференцирующие звенья.vsm».

7. Запустить на выполнение файл «Неизвестное звено.vsm». Запустить процесс моделирования и по полученным временным характеристикам определить передаточную функцию звена.

Часть 2. Исследование частотных характеристик звеньев

1. Запустить на выполнение файл «Позиционные звенья.vsm».

2. Для апериодических звеньев 1-го порядка задать значения постоянных времени и коэффициентов передачи. Выделить одно из звеньев и с помощью меню Analyze – Frequency Response получить ЛАЧХ (Magnitude) и ЛФЧХ (Phase). С помощью меню Analyze – Nyquist Response получить АФЧХ (Imaginary). Для удобства просмотра увеличить размеры окон и включить сетку (Grid Lines в настройках осциллографа). Получить те же характеристики для звена с другими значениями постоянной времени и коэффициента передачи.

3. Те же действия выполнить для других видов позиционных звеньев.

4. Выполнить аналогичные действия с файлами «Интегрирующие звенья.vsm», «Дифференцирующие звенья.vsm».

5. Запустить на выполнение файл «Неизвестное звено.vsm». Запустить процесс моделирования. Получить ЛАЧХ и ЛФЧХ и по ним определить передаточную функцию звена.

3.3. Структурные схемы сау

Структурная схема системы автоматического управления – графическое изображение структуры системы автоматического управления (части системы автоматического управления). Структурные схемы в автоматике используются для отражения взаимодействия динамических звеньев, т.е. представляют собой математические модели системы автоматического управления.

Основные элементы структурной схемы – динамическое звено, узел, сумматор, сравнивающее устройство (вычитатель). Они показаны на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Элементы структурных схем

а – динамическое звено; б – узел; в – сумматор; г – сравнивающее устройство

Динамические звенья в структурных схемах могут образовывать различные соединения, основными являются последовательное, параллельное и встречно параллельное (рис. 3.11).

а)
б)
в)
г)
д)

Рис. 3.11. Соединения динамических звеньев

а – последовательное; б – параллельное; в – параллельное с вычитанием;

г – встречно-параллельное с отрицательной обратной связью;

д – встречно-параллельное с положительной обратной связью

Если соединения звеньев имеют сложный вид, общую передаточную функцию получают переходом к основным видам соединений с помощью следующих правил преобразования.

1. Однотипные элементы, расположенные последовательно, можно менять местами: