ЛР6

Отчет по лабораторной работе № 6

по дисциплине «Электромеханические системы» на тему

«Влияние нелинейных элементов на качество электромеханической следящей системы»

Цель работы: провести исследование влияния на показатели качества заданной системы нелинейных элементов типа «насыщение», «нечувствительность», «люфт».

1. Исследование влияния НЭ типа «насыщение»

− на время регулирования, перерегулирование и статическую ошибку

А) НЭ расположен после сумматора

Рисунок 1

Б) НЭ расположен после усилительного звена

Рисунок 2

1

В) НЭ расположен после инерционного звена

Рисунок 3

− на кинетическую ошибку А) НЭ расположен после сумматора

Рисунок 4

Б) НЭ расположен после усилительного звена

Рисунок 5

2

В) НЭ расположен после инерционного звена

Рисунок 6

− на запасы устойчивости А) НЭ расположен после сумматора

Рисунок 7

Б) НЭ расположен после усилительного звена

Рисунок 8

В) НЭ расположен после инерционного звена

Рисунок 9

3

Пример определения показателей качества и запасов устойчивости для схем А (рис.1, рис.4, рис.7)

при уровне насыщения НЭ равном ±1

Фрагмент показаний Scope представлен на рис.10.

Рисунок 10

По графику рис.10 определим время регулирования Тр ≈ 0,132 с, перерегулирование σ = 0.

Установившееся значение процесса равно 1, следовательно статическая ошибка θст = 1 – 1 = 0.

Фрагмент показаний Scope1 представлен на рис.11.

Рисунок 11

Из рис.11 видно, что установившееся значение кинетической ошибки θкин ≈ 0,045.

На рис.12 представлены ЛАЧХ и ЛФЧХ моделируемой системы.

4

2. Исследование влияния НЭ типа «нечувствительность» Для исследования влияния НЭ типа «нечувствительность» в схемах, представленных на рисунках 1-9, произведем замену блоков:

Результаты определения показателей качества и запасов устойчивости для полученных схем представлены в таблице 2.

Таблица 2

Из таблицы 2 видно, что независимо от расположения НЭ типа «нечувствительность» в системе перерегулирование равно нулю, запас по амплитуде стремится к бесконечности, запас по фазе равен 77,9 град, время регулирования, статическая ошибка и кинетическая ошибка увеличиваются с расширением зоны нечувствительности. В схемах А с некоторого значения ширины зоны нечувствительности кривая переходного процесса не входит в коридор ±3 %.

Вывод: для схемы с НЭ типа «нечувствительность» лучше применять схемы включения Б, В с границами зоны нечувствительности ±0,001, ±0,005 или

±0,01.

7

3. Исследование влияния НЭ типа «люфт» Для исследования влияния НЭ типа «люфт» в схемах, представленных на рисунках 1-9, произведем замену блоков:

Результаты определения показателей качества и запасов устойчивости для полученных схем представлены в таблице 3.

Таблица 3

Из таблицы 3 видно, что независимо от расположения НЭ типа «люфт» в системе с увеличением величины люфта перерегулирование и статическая ошибка увеличиваются, а время регулирования уменьшается. В схемах А с увеличением величины люфта кинетическая ошибка увеличивается, а в схемах Б, В – уменьшается. В схемах А с некоторого значения величины люфта возникают незатухающие колебания. Из-за невозможности Matlab провести линеаризацию НЭ типа «люфт» соответствующие графики ЛАЧХ и ЛФЧХ не были получены, в связи с чем запасы устойчивости по амплитуде и по фазе не были определены.

Вывод: для схемы с НЭ типа «люфт» лучше применять схемы включения Б с величиной люфта 0,05.

8