Алматинский институт энергетики и связи

Кафедра инженерной кибернетики

 

 

ТЕОРИЯ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

 

Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 5В0702 – Автоматизация и управление

 

Алматы 2010

СОСТАВИТЕЛИ: Хисаров Б.Д., Аталыкова А.К. Теория  линейных систем автоматического управления. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 5В0702 – Автоматизация и управление. – Алматы: АИЭС, 2010 – 21 с.  

Рассматриваются вопросы моделирования линейных систем автоматического управления, исследования типовых звеньев и их характеристик, принципы управления, законы регулирования, анализ линейных САР.

 

1 Лабораторная работа №1. Изучение среды программного пакета VisSim

 

Цель работы: приобретение навыков работы с моделирующим программным пакетом VisSim.

 

1.1 Задание на лабораторную работу

1.1. Выяснить порядок запуска используемого программного пакета VisSim.

1.2. Просмотреть демонстрацию работы программы VisSim (файл csd_new.scm - control system design demo). Выявить:

а) назначение программы;

б) основные этапы работы с программой.

1.3. Запустить программу VisSim. Ознакомиться с содержанием меню.

1.4 Загрузить файл rlc.vsm с моделью "RLC"-цепи и изучить модель. Записать уравнение модели. Определить параметры моделируемых элементов и начальные условия в схеме. Изменить начальные условия и параметры модели по собственному усмотрению.

1.5. По варианту, указанному преподавателем, спроектировать модели источников периодического сигнала. Измерить и при необходимости компенсировать постоянную составляющую в сигнале. Использовать блок "plot" для осциллографирования.

1.6 Ознакомиться с моделями единичной ступенчатой функции - 1(t) и дельта-функции - 1'(t) (файл zvenya.vsm). Выявить положенные допущения (неидеальности) в моделях.

1.7 Выполнить исследование типовых динамических звеньев. По ходу работы необходимо изменить постоянные времени, коэффициенты затухания и усиления по своему усмотрению. Убедиться, что дифференцирование переходной функции звена дает его функцию веса и, наоборот, интегрирование функции веса звена дает его переходную функцию.

 

1.2 Требования к содержанию отчета

Отчет по работе должен содержать:

- краткое описание принципов функционирования программного пакета VisSim;

- распечатки выполнения всех пунктов экспериментальной части и текстовые пояснения к ним. Для модели "RLC"-цепи записать уравнение, подставить в него параметры элементов и начальные условия, а также полностью охарактеризовать переходный процесс.

         - привести названия и графики использованных типовых возмущающих воздействий. Описать изменения в реакции типовых звеньев на варьирование параметров воздействий.

- для каждого звена привести: а) название звена; б) структурную схему (подписав входную величину, выходную, сигнал ошибки и обратной связи);

- вывод передаточной функции (подставить коэффициенты усиления и постоянные времени;

- проверить соответствие с линеаризованной передаточной функцией, которую рассчитывает программа VisSim (Analyze, Transfer Function Info);

- записать координаты корней и полюсов функции);

- привести список параметров с описанием характера влияния (на ЛАЧХ & ЛФЧХ, переходные процессы),   переходную функцию, функцию веса;

- привести графики ЛАЧХ и ЛФЧХ; диаграмму Найквиста; корневой годограф;

- указать на неидеальности, присущие свойствам, которыми обладают реальные дифференцирующие устройства и их компьютерные дискретные модели. Пояснить причину неидеальности в дискретных моделях.

- необходимо привести схемы проведения измерений (включая источники тест-сигналов) и дать пояснения к ним.

        

1.3 Варианты заданий

    Таблица

№ варианта	Форма сигнала	Частота, кГц	Амплитуда, ед.
1	Прямоугольный скважность 1:2	10	10
2	Треугольный	20	20
3	Линейно нарастающий	30	30
4	Нарастающий по параболе	40	40
5	Модуль синусоиды	50	50