Sb95726

меньшего порядка будет получен реальный скользящий режим (не бесконечная частота и не пренебрежимая амплитуда). Структура НКУ подобна приведенной на рис. 2.1. Отличительная особенность − на вход релейного звена подается сумма сигналов ошибки и обратной связи по скорости с коэффициентом Ko, подлежащим выбору. Ориентировочное значение Ko = Ti , где i − передаточное отношение редуктора.

Порядок выполнения работы:

1.Построение следящей системы с НКУ согласно рис. 2.3.

2.Исследование линейной следящей системы при изменении момен-

та инерции при замкнутой обратной связи по скорости kдс ≠ 0. Цель опыта −

оценить изменения качества переходных процессов линейной системы (y− угол поворота вала двигателя,dy/dt − скорость, u − закон управления) при вариации параметров: а) при J = Jном; б) при J = 5 Jном; в) при J = 0.2 Jном. Результат − графики переходных процессов.

3. Исследование линейной следящей системы при изменении момента инерции при замкнутой обратной связи по скорости kдс ≠ 0. Цель опыта −

анализ фазовых траекторий при изменении параметров: а) при J = Jном;

б) при J = 5 Jном; в) при J = 0.2 Jном. Фазовые траектории системы снимаются при ненулевых начальных условиях и нулевом сигнале задания. Для задания начальных условий использовать в качестве интегрирующих звеньев блоки Integrator (сумматор непрерывного действия) из раздела Linear (линейные блоки) библиотеки Library: Simulink. Результат − графики фазовых траекторий.

4.Выполнить п. 2 при kдс = 0.

5.Выполнить п. 3 при kдс = 0.

6.Исследование системы с НКУ при замкнутой обратной связи по скорости и переменном моменте инерции: а) при J = Jном; б) при J = 5 Jном; в) при J = 0.2 Jном. Анализ переходных процессов (y − угол поворота вала дви-

гателя, dy/dt − скорость, u − закон управления). Сравнить с п. 2. Результат − графики переходных процессов.

7. Исследование системы с НКУ при замкнутой обратной связи по скорости и переменном моменте инерции. Анализ фазовых траекторий. Сравнить с п. 3. Результат − графики фазовых траекторий.

11

8. Исследование системы с НКУ при разомкнутой обратной связи по скорости и переменном моменте инерции. Анализ переходных процессов. Сравнить с п. 4. Результат − графики переходных процессов.

9.Исследование системы с НКУ при разомкнутой обратной связи по скорости и переменном моменте инерции. Анализ фазовых траекторий. Сравнить

сп. 5. Результат − графики фазовых траекторий.

2.3.Содержание отчета

1.Структурная схема, значения параметров объекта управления.

2.Перечисленные в программе результаты и выводы по работе.

2.4.Контрольные вопросы

1.Почему движение изображающей точки по линии переключения (рис. 2.2) происходит к началу координат?

2.По какой траектории происходит движение во временной области, если на фазовой плоскости изображающая точка движется: а) по прямой к началу координат; б) по прямой, параллельной оси абсцисс e?

3.Чему равен угол пересечения фазовой траектории с осью абсцисс e?

Лабораторная работа 3 ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ

СИСТЕМЫ С ЭТАЛОННОЙ МОДЕЛЬЮ

Цель работы − ознакомление с комбинированным алгоритмом адаптации (параметрическая и сигнальная), поддерживающим постоянство коэффициента петли регулирования (параметрическая адаптация) и нечувствительность к изменениям остальных параметров контура регулирования, а также к действию внешних возмущений. Задача исследования − оценка функционирования адаптивной системы.

13

Совместное введение алгоритмов (3.4) и (3.5) называют комбинированием алгоритмов. На практике алгоритмы (3.4) и (3.5) могут применяться раздельно. Подобная комбинированная структура имеет то преимущество, что возможно сокращение числа перестраиваемых параметров и, следовательно, упрощение реализации; кроме того, сигнальная адаптация усиливает нечувствительность системы к внешним (аддитивным) возмущениям.

Предполагается, что векторы x и xm доступны измерению.

3.2 Программа работы

Объектом исследования является адаптивная система, функциональная схема которой представлена на рис. 3.1. Система состоит из объекта управления (ОУ), ПИ-регулятора и адаптивного регулятора (АР), включающего эталонную модель (ЭМ), адаптивную цепь 1 (сигнальная адаптация) − АЦ1 и адаптивную цепь 2 (параметрическая адаптация) − АЦ2.

Замкнутый адаптируемый через ПИ-регулятор с передаточной функцией

β τpτp+1 контур системы представлен передаточной функцией

15

где k' = 1 + k, k − настраиваемый параметр.

Рис.3.1

Под действием среды F изменяются параметры bi, aj , кроме того, дей-

ствуют ограниченные аддитивные возмущения f. В качестве эталонной модели (3.2) используется звено с передаточной функцией

bm

WЭМ(p) = 0 . p2 + a1mp + a0m

Алгоритмы комбинированной адаптации:

• параметрическая адаптация

16

α1r − α2y = ε.

Структурная схема для моделирования показана на рис.3.2, где обозна-

чено: α1 − alfa1; α2 − alfa2; γ − gamma; ε − epsilon; ЭМ − model; ПИ − PI - con-

troller.

Порядок выполнения работы:

1. Ознакомление с работой основного контура при изменении параметров объекта управления относительно номинальных значений T1 = 0.01 с, T2 = 0.35 с при f = 0 . Цель опыта − оценить изменения качества переходных процессов неадаптивного контура при вариации его параметров. Для этого взять некоторый вариант значений параметров T1, T2 из интервалов

[0.005 c ≤ T1 ≤ 0.025 c], [0.035 c ≤ T2 ≤ 3.5 c] и сравнить реакции на перио-

дическое прямоугольное воздействие (меандр) системы с номинальными и с измененными параметрами. Результат − графики переходных процессов.

2. Исследование адаптивной системы с сигнальной настройкой. Цель опыта − оценить эффективность сигнальной настройки при изменениях параметров объекта управления. При f = 0 и изменении параметров объекта управления из п. 1 подобрать Kz и убедиться в адаптивности системы. Результат −

графики переходных процессов в адаптивной системе.

3. Исследование адаптивной системы с параметрической настройкой. Цель опыта − оценить эффективность параметрической настройки при изменениях параметров объекта управления. При f = 0 и изменении параметров объекта управления из п. 1 подобрать γ (gamma) и убедиться в адаптивности системы. Результат − графики переходных процессов в адаптивной системе.

4. Определение полосы пропускания адаптивной и неадаптивной системы. Цель опыта − определить соотношение значений полосы пропускания адаптивной и неадаптивной системы. При любых неноминальных значениях параметров объекта управления (по указанию преподавателя) и f = 0 в режиме синусоидального входного воздействия определить полосу пропускания основного контура (частота, при которой уровень выходного сигнала достигает 0.707). Результат − указать максимальную граничную частоту полосы пропускания.

17

5. Исследование адаптивной системы с учетом воздействия на нее возмущения. Цель опыта − оценить эффективность адаптивного управления в условиях внешних возмущений. Момент времени приложения возмущения − после окончания процесса адаптации и переходного процесса в основном контуре. Амплитуда ступенчатого возмущения − (1…5). Результат − графики переходных процессов в адаптивной системе с сигнальной и параметрической настройкой.

3.3.Содержание отчета

1.Структурная схема, значения параметров объекта управления.

2.Перечисленные в программе результаты и выводы по работе.

3.4.Контрольные вопросы

1. Какую роль играет эталонная модель?

2. Что обеспечивает комбинирование адаптивных алгоритмов (сигнального и параметрического)?

3. Какую функцию выполняют матрицы Γa, Γb ?

Лабораторная работа 4 ИССЛЕДОВАНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ С НАСТРАИВАЕМОЙ

МОДЕЛЬЮ И ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКОЙ

Цель работы − построение и исследование практически реализуемых адаптивных систем с идентификацией на базе настраиваемой модели с параметрической настройкой, именуемых далее адаптивными системами с настраиваемой моделью.

19