Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Презентация курс_раб_ТАР

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
851.77 Кб
Скачать

Курсовая работа по ТАР

6.1. Построение области устойчивости по коэффициенту усиления электронного усилителя. Построить область устойчивости по коэффициенту усиления электронного усилителя с помощью критерия Гурвица и методом Д – разбиения с использованием критерия Михайлова для проверки области претендента на устойчивость.

Определить критический коэффициент усиления электронного усилителя, при котором замкнутая САУ находится на границе устойчивости, и сравнить его с коэффициентом усиления, найденным в.п.4.

6.2. Определение критического коэффициента усиления разомкнутой системы с помощью ЛАХ и ЛФХ. Построить ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы при найденном в.п.4 коэффициенте усиления и сделать вывод об устойчивости замкнутой системы по логарифмическому аналогу критерия Найквиста. Определить графически с помощью построенных ЛАХ, ЛФХ критический коэффициент усиления разомкнутой системы и соответствующий ему коэффициент усиления электронного усилителя, который сравнить со значением, полученным в п.п.6.1.

По результатам, полученным в п.п.6.1-6.2, сделать вывод об устойчивости замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя.

6.3. Построение переходного процесса замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя

Курсовая работа по ТАР

7. Синтез непрерывного корректирующего устройства. Провести синтез непрерывного корректирующего устройства частотным методом.

По полученной передаточной функции корректирующего устройства составить его электрическую схему и определить численные значения элементов схемы. Выбрать место включения корректирующего устройства.

8. Синтез дискретного корректирующего устройства. Провести синтез дискретного корректирующего устройства, приближенно обеспечивающего качество переходных процессов замкнутой системы к системе с непрерывной коррекцией.

По полученной передаточной функции дискретного корректирующего устройства составить алгоритм вычисления управляющего сигнала.

9. Анализ качества переходных процессов скорректированной системы.

Построить на ПЭВМ переходные процессы замкнутой системы с непрерывной и дискретной коррекцией на одном графике:

переходную характеристику регулируемой координаты по командному сигналу;

переходную характеристику регулируемой координаты по нагрузке.

Дополнительно для схем Г, Д построить переходной процесс по ошибке при командном сигнале , 0,05 рад/с.

По переходной характеристике от командного сигнала определить время регулирования, перерегулирование и сравнить их с заданными значениями.

Курсовая работа по ТАР

2. Расчет САУ с учетом нелинейности

1. Гармоническая линеаризация нелинейного элемента. Провести гармоническую линеаризацию нелинейного элемента, предполагая существование в замкнутой системе автоколебаний с параметрами при отсутствии внешних воздействий. Построить обобщенную структурную схему линеаризованной системы, содержащую желаемую передаточную функцию разомкнутой системы и эквивалентную передаточную функцию нелинейного элемента.

2. Определение условий возникновения автоколебаний. Построить АФЧХ желаемой передаточной функции разомкнутой системы и отрицательную обратную характеристику передаточной функции нелинейного элемента. Если указанные характеристики не пересекаются, то определить минимальное значение коэффициента , на которое надо умножить коэффициент передачи желаемой передаточной функции разомкнутой системы для получения пересечения характеристик, указывающее на возможность существование автоколебаний.

3. Определение параметров автоколебаний и исследование их устойчивости.

Если для найденной желаемой передаточной функции разомкнутой системы и заданного параметра нелинейности выполняется условие существования автоколебаний, то определить амплитуду и частоту гармонических колебаний, и исследовать их устойчивость Проверить выполнение условия фильтра для найденной частоты автоколебаний.

Курсовая работа по ТАР

4. В случае, когда автоколебания в системе отсутствуют, проверить систему на абсолютную устойчивость Определить допустимую величину коэффициента секторного ограничения нелинейного элемента, при котором замкнутая система абсолютно устойчива.

Математическое описание функциональных элементов

Пример 1. Генератор постоянного тока

1) Уравнения статики для номинального режима генератора имеют вид

uвн Rвгвнi ,

ен kii вн,

ен uян Rягянi ,

Курсовая работа по ТАР

где uвн и iвн – номинальные напряжение и ток в обмотке возбуждения генератора,

ен – номинальное значение э.д.с.; uян и iян – номинальные напряжение и ток в якорной обмотке генератора, Rвг – сопротивление управляющей обмотки возбуждения

генератора; Rяг – сопротивление якорной обмотки генератора; ki k1 0

коэффициент усиления по току, зависящий от угловой скорости вращения 0 якоря вспомогательного двигателя. В генераторах, предназначенных для усиления напряжения по мощности, 0 const .

Отсюда следует, что

ен ki uвн, Rвг

и с учетомпаспортных значений найдем коэффициент усиления генератора

ki ен uян Rягiян .

Rвг uвн

Rвгiвн

Курсовая работа по ТАР

2.Уравнениядинамикигенераторавсхемесоединенияимеютвид

uв Rв*iв Lвг diв , dt

е kii в,

где uв eэму, Rв* Rвг Rяэму, Rяэму – сопротивлениеякоря ЭМУ– для схемА, Б, В;

uв eу, Rв* Rвг Rвых, Rвых – выходное сопротивление электронного усилителя –

длясхемГ, Д.

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда с учетом преобразования Лапласа при нулевых начальных условиях

получим e Wг(p)uв

спередаточнойфункцией

 

 

 

 

 

 

W (p)

kг

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

Tвp 1

 

 

 

 

 

 

 

 

где k k / R*,

T L

 

/ R*.

 

 

 

г

i

в

в вг

в

 

 

 

Курсовая работа по ТАР

Определение передаточных функций замкнутых систем.

Например, для схемы Д структурная схема имеет вид:

Курсовая работа по ТАР

Найдем, например, зависимость (p) W

(p)g( p) W

 

* (p)M

*(p), т.е.

 

 

 

 

 

,g

 

,Mс

 

с

 

 

 

определимпередаточные функции W ,g (p), W ,Mс* (p).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W ,g ( p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kyWг( p)Wдв( p)

 

 

1

 

 

 

 

 

1 Wраз( p)

1 k

 

 

k

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

пл

 

 

1 k W ( p)W ( p)k

 

k

 

 

 

 

 

 

п

тг

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

y г

дв

 

дн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p[1 kyWг( p)Wдв( p)kтгkдн]

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p[1 kyWг( p)Wдв( p)kтгkдн] kпkyWг( p)Wдв( p)kрkпл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

(p)

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

W

* (p)

 

1

k k

 

 

 

Wдв

 

 

 

kрkпл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,Mс

p

р пл

 

1 k W (p)W (p)k k

p

 

 

 

 

 

W ,M* (p)

 

 

 

 

 

 

y г

дв

тг дн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 W (p)

 

 

kyWг(p)Wдв(p)

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

1 k k

раз

 

 

 

1 k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

р пл

 

 

 

 

 

 

 

 

1 k W (p)W (p)k k

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y г

дв

тг дн

 

 

 

 

 

 

W f

( p)k

k

пл

 

=

дв

р

 

.

 

 

 

 

p[1 kyWг( p)Wдв( p)kтгkдн] kпkyWг( p)Wдв( p)kрkпл

Курсовая работа по ТАР

Определения коэффициента усиления электронного усилителя

Например, для схемы Д с учетом предыдущего получим

уст lim p ( p) ск ст , p 0

где

 

ск

lim pW

( p)g( p) –

скоростная

ошибка

при

g(t) at

 

( g( p) a / p2 ),

 

 

 

 

p 0

,g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

lim

pW

* ( p)M

*( p)

– статическая ошибка при M *(t) M *

( M

*

( p) M *

/ p ).

 

p 0

,M

с

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

с

 

с

с

 

 

 

С учетом выражений для передаточных функций получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim pW

( p)g( p)

(1 kykгkдвkтгkдн)a

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ск

 

p 0

,g

 

 

 

 

 

kпkykгkдвkрkпл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

kf M

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim pW

* ( p)M

( p)

 

дв

с

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p 0

 

,M

с

 

kпkykгkдв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По заданному условию точности ск* в установившемся режиме найдем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kyск

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kгkдв

ск

kпk

рkпл kтгkдн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа по ТАР

Построение областиустойчивостипо коэффициенту усиления

1. Алгебраическийметод построения областиустойчивости

Условие устойчивости замкнутой системыс характеристическим уравнением

D(p) a0 pn a1 pn 1 an 0

покоэффициенту усиления ky с учетом выражения матрицыГурвица

 

 

 

 

a1

a3

a5

0

 

 

 

 

 

 

 

a2

a4

0

 

 

 

 

 

a0

 

 

 

 

 

Г 0

a1

a3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

записывается ввиде неравенств:

 

 

 

 

 

1) ai 0,

i

 

; 2)

i 0,

i 2,4, ,n 1

для нечетных n (индексы i

0,n

четные); или i

0, i 3,5, ,n 1

для четных n (индексы i нечетные);

где i – главный диагональный минор матрицыГурвица.