Расчёт параметров и характеристик желаемого звена с введенной нелинейностью; исследование срыва слежения при различных видах воздействий

Чтобы проанализировать возможность возникновения автоколебаний, переведем величину Z₀ в логарифмический масштаб.

Рисунок 48 – ЛАЧХ желаемого, исходного и корректирующего звеньев

Рисунок 49 – ЛФЧХ желаемого звена

Исследование режима срыва слежения в замкнутой нелинейной системе на лабораторной установке.

Рисунок 50 – Нелинейное звено системы

Рисунок 51 – S-образная треугольная статическая характеристика нелинейного звена

Подключаем нелинейное звено к желаемой системе и по очереди подаем на вход линейно возрастающее воздействие, ступенчатое и их сумму, чтобы определить границы рабочей зоны системы.

Рисунок 52 – Полная система при подаче линейного возрастающего воздействия

Рисунок 53 – Реакция системы на линейно возрастающее воздействие при подаче амплитуды A=13

Рисунок 54 – Реакция системы на линейно возрастающее воздействие при подаче амплитуды A=13,1

Получается, что при A=13,1 наблюдается срыв слежения.

Рисунок 55 – Полная система при подаче ступенчатого воздействия

Рисунок 56 – Реакция системы на ступенчатое воздействие при подаче амплитуды A=1,99

Рисунок 57 – Реакция системы на ступенчатое воздействие при подаче амплитуды A=2

При подаче A=2 наблюдается срыв слежения.

Рисунок 58 – Полная система при подаче суммарного воздействия

Рисунок 59 – Реакция системы на суммарное воздействие при подаче амплитуд A_ст=1 и A_л=13

Рисунок 60 – Реакция системы на суммарное воздействие при подаче амплитуд A_ст=1 и A_л=13,1

После наблюдений построим границы рабочей зоны.

Рисунок 61 – Границы рабочей зоны

Преобразование исследуемой системы в импульсную путем добавления импульсного П-образного элемента; построение частотной и импульсной характеристики для полученной системы

Найдём передаточную функцию разомкнутой части импульсной системы:

– передаточная функция желаемой системы.

Тогда непрерывная часть системы:

Воспользовавшись таблицей преобразования W, находим для преобразование:

Домножаем, приводим к общему знаменателю и упрощаем:

С помощью программы на Python найдем корни числителя для нескольких значений .

Рисунок 62 – Результат работы программы

Теперь необходимо привести передаточную функцию к виду:

Для получим:

Рисунок 63 – ЛАЧХ и ЛФЧХ

Для получим:

Рисунок 64 – ЛАЧХ и ЛФЧХ

Для получим:

Рисунок 65 – ЛФЧХ и ЛФЧХ

Теперь произведем Z-преобразование системы.

Воспользовавшись таблицей Z преобразований, находим для преобразование:

Приводим к общему знаменателю:

Для получим:

Поделив числитель на знаменатель для каждой передаточной функции, получим коэффициенты :

, , , .

Рисунок 66 – Импульсная характеристика для

Посчитаем установившуюся ошибку:

Для получим:

Поделив числитель на знаменатель для каждой передаточной функции, получим коэффициенты :

, , , .

Рисунок 67 – Импульсная характеристика для

Посчитаем установившуюся ошибку:

Для получим:

Поделив числитель на знаменатель для каждой передаточной функции, получим коэффициенты :

, , , .

Рисунок 68 – Импульсная характеристика

Посчитаем установившуюся ошибку:

Вывод

В данной курсовой работе было произведено ознакомление с основами проектироавния систем автоматического управления как с использованием расчетных и графоаналитических методов, так и с помощью систем автоматизированного проектирования для ЭВМ.

Было проведено ознакомление с назначением и особенностями проектируемой радиоавтоматической системы, были исследованы ее динамические свойства при заданных исходных параметрах элементов. Был произведен поиск подходящих значений параметров системы, при которых показатели качества работы системы, определяющие степень колебательности переходных процессов, точность и быстродействие, имеют требуемые значения при заданных уровнях и типах полезного воздействия Xвх в (t) и мешающих воздействиях Xм в(t). Также была осуществлена коррекция исходной системы с передаточной функцией Wн(S) путем включения в систему динамических звеньев коррекции с передаточной функцией Wкорр(S). Было исследовано влияние на работоспособность и динамические свойства скорректированной системы имеющихся в ее составе нелинейных звеньев. Было проведено исследование влияния дискретизации входного сигнала по времени, имеющего место в импульсных радиотехнических устройствах, на динамические свойства радиоавтоматических систем. Для большей конкретности и физической наглядности расчетов и экспериментального исследования проводились для радиоавтоматическая система (АСД), входящей в контур управления импульсной радиолокационной станции (РЛС).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1) "Кафедра Радиотехнических Систем". (1981). Методическое руководство к выполнению лабораторных работ по курсу "Радиоавтоматика", Часть 2. Москва: "Кафедра Радиотехнических Систем".

2) А. М. Бонч—Бруевич, Л. Я. (2006). Методические указания по выполнению лабораторного практикума по дисциплине "Радиоавтоматика", Часть 2. Москва: "Кафедра Радиотехнических систем".

3) Иодко, Е. К. (1968). Основы Автоматики и Телемеханики. Москва: "Связь".

4) О. Н. Минаева (2012). Методические указания по дисциплине Радиоавтоматика с использованием программного обеспечения Matlab с расширением Simulink. Москва: Кафедра "РТС".

Москва 2025