
- •Исследование линейных систем в среде matlab/simulink
- •Утверждено
- •Предисловие
- •Лабораторная работа №1 исследование динамических свойств типовых звеньев сау во временной и частотной областях
- •Основные сведения
- •1.2. Программа работы
- •1.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Влияние параметров на качество автоматических систем
- •2.1. Основные сведения
- •2.2. Программа работы
- •2.2.1. Исследование влияния контурного коэффициента усиления системы на ее динамические свойства
- •2.2.2. Исследование влияния относительной инерционности звеньев системы на ее устойчивость
- •2.2.3. Изучение стандартных полиномов и диаграммы Вышнеградского
- •2.3. Содержание отчета
- •2.4. Контрольные вопросы
- •Методы коррекции систем автоматического управления
- •3.1. Основные сведения
- •3.2. Программа работы
- •3.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Расчет и анализ систем подчиненного регулирования
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Программа работы
- •4.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Синтез и исследование системы с модальным управлением
- •Основные сведения
- •5.2. Программа работы
- •5.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Приложение Правила работы с системой Matlab 6.X/Simulink
- •1. Начало работы.
- •2. Работа в среде визуального моделирования Simulink.
- •Тираж 150 экз. Заказ 0.
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
2.2. Программа работы
Работа рассчитана на два занятия: программа первого включает задания 2.2.1 и 2.2.2, второго – 2.2.3.
2.2.1. Исследование влияния контурного коэффициента усиления системы на ее динамические свойства
1.
Задать структурную схему системы
третьего порядка, составленную из
последовательно соединенных звеньев
с ПФ
и
,
охваченных единичной отрицательной
обратной связью. Назначить
в соответствии с нижеприведенными
вариантами и задать
:
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1.0 |
0.1 |
2.0 |
0.2 |
2.5 |
0.25 |
0.8 |
0.5 |
0.4 |
4.0 |
2.
Для значений
,
равных
и
,
определить и занести в таблицу значения
корней ХП,
и
.
Описать изменение характера переходного
процесса с увеличением
.
3.
Увеличить
до значения
.
Ответить на вопросы: каким стал переходный
процесс? какие изменения произошли с
корнями ХП?
4.
Разомкнуть обратную связь. Для значений
,
указанных в пп. 2 и 3, определить и занести
в таблицу
и (только для первых трех значений
)
,
а также исследовать с позиций критерия
Найквиста изменения, происходящие в
АФХ и ЛЧХ с ростом
.
2.2.2. Исследование влияния относительной инерционности звеньев системы на ее устойчивость
5.
В предыдущей схеме, но с замкнутой
обратной связью и со значением
,
назначенном в п. 3, уменьшить
в 4 раза. Описать изменения, произошедшие
в характере переходного процесса и в
расположении корней ХП.
6.
Задать структурную схему системы,
состоящей из трех последовательно
соединенных апериодических звеньев с
постоянными времени
и
,
охваченных единичной отрицательной
обратной связью. Одно из звеньев имеет
коэффициент передачи
,
остальные – единичный.
7.
Назначить
,
где
– произвольная константа. Подобрать
такое значение
контурного коэффициента
,
при котором система выйдет на колебательную
границу устойчивости, т. е. ПХ примет
вид незатухающих колебаний. Определить
частоту
,
Гц, этих колебаний.
8.
Назначить
.
Снова определить
и
,
сравнить их с предыдущими значениями.
9.
Оставив
,
задать новое соотношение постоянных
времени:
.
Охарактеризовать изменения, произошедшие
в свойствах системы. Увеличением
определить новое значение
.
10. По результатам исследований в пп. 5–9 ответить на вопрос: какие факторы – абсолютные значения постоянных времени или их соотношения – влияют на устойчивость, характер переходных процессов в системе и на ее критический коэффициент усиления ?
2.2.3. Изучение стандартных полиномов и диаграммы Вышнеградского
11. Задать структурную схему системы третьего порядка в управляемой канонической форме (рисунок).
12.
Задать систему с единичным коэффициентом
передачи и ХП Баттерворта,
для чего назначить
Значение
взять из приведенных ниже:
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
10 |
2 |
5 |
4 |
2,5 |
3 |
20 |
8 |
12 |
13.
Определить корни ХП и установить
закономерность их геометрического
расположения на комплексной плоскости.
Определить
и
14.
Повторить анализ, увеличив
в 2 раза.
15.
Задать систему с биномиальным
ХП, назначив
(оставить
первоначальное значение
)
и повторить п. 13.
16.
Задать звено с ПФ
Параметр |
Номер опыта | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 | |
A |
0.5 |
1 |
3 |
2 |
5 |
6 |
B |
0.5 |
1 |
3 |
5 |
2 |
6 |
17.
Последовательно задавать комбинации
значений параметров
Вышнеградского
и
согласно таблице. Для каждого из сочетаний
определить полюсы ПФ и описать характер
ПХ.