
- •Мяльдзин н.Х.
- •«Теория автоматического управления» Лабораторный практикум
- •220201 - «Управление и информатика в технических системах» Коломна, 2010
- •Описание универсального стенда
- •Лабораторная работа №1 Исследование характеристик операционного усилителя
- •Программа работы
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Частотные характеристики динамических звеньев сау
- •Программа работы
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Варианты заданий
- •Параметры звеньев приведены в таблице 3.
- •Лабораторная работа №4 Устойчивость системы автоматического регулирования
- •Программа работы
- •Рекомендации по составлению схемы набора системы
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
Порядок выполнения работы
При составлении
схемы набора разомкнутой системы следует
иметь в виду, что замкнутая система с
нечетным числом усилителей в контуре
обладает отрицательной обратной связью.
Четному числу усилителей соответствует
положительная обратная связь. Для
получения аналитических зависимостей
и
предпочтительнее пользоваться критерием
Михайлова. При построении графиков
расчетных зависимостей следует выбирать
масштабы с учетом следующих ограничений,
наложенных на изменяемые параметры:
;
;
.
При выполнении работы в указанных пределах нужно выбрать значение Т для экспериментальной проверки расчетных зависимостей. Собрав схему набора и установив нули усилителей, на вход разомкнутой системы подать синусоидальное напряжение. При этом входной сигнал одновременно подается на первый луч осциллографа, а на второй луч подается сигнал с выхода системы. Установить критические значения частоты колебаний и коэффициента усиления разомкнутой системы, при правильно выполненном расчете и правильно набранной схеме выходной и входной сигнал должны совпасть по фазе и амплитуде.
Замкнуть систему.
Замыкание системы производится путем
переключения провода с гнезда «sin»
на выход системы. В системе при этом
должны возбудиться незатухающие, близкие
к гармоническим, колебания, которые
наблюдаются на экране осциллографа.
Частота генерации может быть измерена
с помощью частотомера и она не должна
значительно отличаться от расчетной
величины
.
В случае отсутствия колебаний необходимо
произвести корректировку коэффициента
передачи системы.
После этого
осуществляют контрольный отсчет частоты
и измерение величины
.
При этом для определения коэффициента
усиления усилителя с переменным
сопротивлением
нужно подать на его вход сигнал с
генератора и измерить отношения амплитуды
на выходе и входе (вообще говоря, на
любой удобной для измерения частоте).
Значительные расхождения расчетных и
экспериментальных значений критических
параметров свидетельствуют о допущенной
ошибке либо в расчете, либо в наборе
системы. Отсутствие выходного сигнала
разомкнутой системы на всех частотах
указывает на наличие неисправностей в
наборе, для устранения которых используется
покаскадная проверка наличия сигнала,
соответствующих фазовых и амплитудных
изменений, начиная с входа системы.
Нелинейные искажения гармонической
формы колебаний недопустимы.
Изменив варьируемую
постоянную времени Т, аналогично проводят
измерения новых значений
и
и по полученным данным строятся
экспериментальные зависимости
и
от варьируемого параметра Т.
Содержание отчета
В отчете должны быть приведены:
схема набора системы, соответствующая заданной передаточной функции W(s);
аналитические выражения для определения критических параметров частоты
и
в функции варьируемого параметра Т;
таблица расчетных данных и расчетные графики функций
и
;
таблица экспериментальных данных и экспериментальные зависимости
и
;
выводы по работе, в которых должны быть указаны возможные причины несовпадения расчетных и экспериментальных данных.
Контрольные вопросы
Что такое область устойчивости?
Что такое граница устойчивости?
Какие параметры САУ называют критическими?
Как определяются критические параметры САУ с помощью критерия устойчивости Гурвица?
Как определяются границы устойчивости с помощью критерия устойчивости Михайлова?
Как определяются критические параметры САУ с помощью критерия устойчивости Найквиста?
Лабораторная работа №5
Стабилизация структурно-неустойчивых систем автоматического регулирования
Цель работы: теоретическое и экспериментальное определение условий устойчивости систем, неустойчивых в разомкнутом состоянии, приобретение практических навыков их настройки, стабилизации, измерения критических параметров.
Программа работы
При подготовке к работе по заданной схеме набора системы составить передаточную функцию ее в разомкнутом состоянии, выяснить число правых полюсов, построить примерный вид АФЧХ исходной системы и АФЧХ ее устойчивого минимально-фазового аналога, вычислить зависимости критических параметров
и
от варьируемой постоянной времени T.
Варианты заданий приведены в таблице 5.
Собрать заданную схему набора разомкнутой неустойчивой системы. Разомкнуть внутренние контуры положительной обратной связи (перейти к устойчивому аналогу).
Для фиксированного значения варьируемой постоянной Т с помощью устойчивого аналога определить критическую частоту
и
.
Замкнув заданную систему, убедиться в ее устойчивости.
Повторить пп. 3, 4 для новых значений варьируемой постоянной.
Составить отчет.