Теория автоматического управления.-6

этого регулятора показана на рис. 7.5, причем постоянные вре-

Рис. 7.5. Схема ПИД-регулятора

В лабораторной работе постоянные времени 1пид и 2пид

принимаются равными наибольшей и средней постоянным времени нескорректированной САУ, а значение kпид , задается

из табл. 6.2. Сопротивления R1пид R2пид R3пид 100 кОм, а номиналы остальных элементов рассчитываются в соответствии

R4пид kпидR1пидR3пид C2пид 1010 kпид C2пид.

Программа работы

7.1.Исследование характеристик нескорректированной САУ

7.1.1. В соответствии с вариантом исходных данных (см. табл. 7.1) по формуле 7.1) рассчитать граничное значение коэффициента передачи Kгр, определить значение коэффициента

электронной модели и получить ее переходную характеристику на границе устойчивости. Если она имеет вид незатухающих колебаний, то продолжить выполнение программы работы, в противном случае – уточнить параметры модели.

43

Таблица 7.1

системы. С помощью осциллографа снять переходную характеристику нескорректированной САУ. Определить время переходного процесса tпп и перерегулирование .

7.1.4. Разомкнув ключ S2, с выхода САУ с помощью плоттера Боде снять ЛАЧХ и ЛФЧХ нескорректированной САУ, определить частоту среза cp , а также запасы устойчивости по

амплитуде G и фазе .

7.1.5. Результаты эксперимента оформить в виде таблицы.

7.2. Исследование характеристик САУ с фильтром

7.2.1. Рассчитать для заданного варианта параметры однозвенного фильтра (рис. 7.3) для значений ф T1, ф T2 и

ф T3 .

7.2.2.Включить между точками 1 и 2 однозвенный фильтр, приняв значение его постоянной времени ф T1.

7.2.3.Повторить выполнение п.п. 7.1.3, 7.1.4., сняв при этом переходную характеристику замкнутой системы, ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной САУ с фильтром. Определить время

переходного процесса tпп , перерегулирование , частоты сре-

за cp , запасы устойчивости по амплитуде G и фазе .

7.2.4.Установить значение постоянной времени фильтраф T2 и повторить выполнение пункта 7.2.3.

7.2.5.Установить значение постоянной времени фильтраф T3 и повторить выполнение пункта 7.2.3.

45

7.2.6. Оформить полученные результаты в виде таблицы и сравнить с результатами исследования нескорректированной САУ.

7.3.Исследование характеристик САУ с ПИ–регулятором

7.3.1. Рассчитать для заданного варианта параметры ПИ– регулятора (рис. 7.4) для значений kпи 1, Tпи T1, Tпи T2 и

Tпи T3.

7.3.2.Включить между точками 1 и 2 ПИ-регулятор и установить значение его постоянной времени Tпи T1,

7.3.3.Повторить выполнение п.п. 7.1.3, 7.1.4, приняв задающее воздействие равным E1 1 В, сняв при этом переход-

ную характеристику, ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной САУ с ПИ - регулятором. Определить время переходного процесса tпп , перерегулирование , частоту среза cp , запасы устойчи-

вости по амплитуде G и фазе .

7.3.4. Установить значение постоянной времени ПИрегулятора Tпи T2 и повторить выполнение пункта 6.3.3.

7.3.5.Установить значение постоянной времени ПИрегулятора Tпи T3 и повторить выполнение пункта.6.3.3.

7.3.6.Результаты эксперимента оформить в виде таблицы и сравнить их с результатами исследования нескорректированной САУ и САУ с фильтром.

7.4.Исследование характеристик САУ с ПИД-регулятором

7.4.1. Рассчитать для заданного варианта параметры ПИДрегулятора (рис. 7.5) , принимая значения T1пид и T2пид , равны-

ми максимальной и средней постоянным времени нескорректированной САУ. Значения kпид выбрать из табл. 7.2.

46

47

7.4.2. Включить между точками 1 и 2 ПИД-регулятор, установить значения параметров его элементов, соответствующие постоянным времени T1 и T2 нескорректированной САУ и

значению коэффициента передачи kпид kпид1 (см. табл. 7.2). 7.4.3. Повторить выполнение п.п..7.1.3, 7.1.4, приняв за-

дающее воздействие равным E1 1 В, сняв при этом переходную характеристику, ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной САУ с ПИД–регулятором. Определить время переходного процесса tпп , перерегулирование , частоту среза cр , запасы устойчи-

вости по амплитуде G и фазе .

7.4.4.Изменить параметры ПИД-регулятора, приняв значение kпид kпид2 и повторить выполнение п. 7.4.3.

7.4.5.Изменить параметры ПИД-регулятора, приняв значение kпид kпид3 и повторить выполнение п. 7.4.3.

7.4.6.Изменить параметры ПИД-регулятора, приняв значение kпид kпид4 и повторить выполнение п. 7.4.3.

7.4.7.Результаты эксперимента оформить в виде таблицы

исравнить их с ранее полученными результатами.

7.5. Контрольные вопросы

7.5.1.Возможно ли с помощью последовательных корректирующих устройств сделать неустойчивую САУ устойчивой, и если возможно, то почему?

7.5.2.Возможно ли при определенных параметрах ПИрегулятора устойчивую систему сделать неустойчивой?

7.5.3.Какое новое качество приобретает САУ при использовании в ней в качестве корректирующих устройств ПИ- и ПИДрегуляторов?

7.5.4.Почему при использовании в качестве корректирующего устройства ПИрегулятора может ухудшиться быстродействие САУ?

7.5.5.Возможно ли с помощью ПИД - регулятора настроить САУ на технический оптимум и какие показатели качества регулирования при этом будут достигнуты (в цифрах)?

48

8. Требования к оформлению отчетов

Отчет по каждой лабораторной работе представляется в виде текстового документа, выполненного в рукописном виде или в текстовом редакторе Word . Отчет должен содержать:

-цель лабораторной работы;

-схемы моделей звеньев, подкрепленные расчетом номиналов элементов, входящих в эти модели;

-наиболее характерные осциллограммы и кривые Боде;

-таблицы полученных результатов и графики требуемых зависимостей;

-анализ полученных результатов;

-ответы на контрольные вопросы.

Отчет представляется и защищается при выполнении последующей лабораторной работы. Представление и защита отчета после указанного срока наказывается снижением рейтинговой оценки.