Программа работы
-
В Схемном окне набрать исследуемую схему в режиме Анализ.
-
Провести расчёт АФЧХ (годограф Найквиста) и получить график.
-
Провести расчёт АФЧХ (годограф Михайлова) и получить график.
-
Провести расчёт переходной характеристики и получить график.
-
Скопировать графики на свой файл и на дискету для оформления отчёта.
Порядок проведения работы
1. Исследовать САР на устойчивость по критерию Михайлова:
-
Включить программу «МВТУ 3.7» и открыть Схемное окно.
В Схемном Окне составить структурные схемы для исследования замкнутых систем указанных на рис. 5.4. Минус около сумматора в окне не рисуется, т.к. он установлен по умолчанию.
-
Выполнить моделирование по методике изложенной в главе «Последовательность действий в режиме МОДЕЛИРОВАНИЕ» лабораторной работы № 1.
-
Получить графики переходной характеристики САР в режиме МОДЕЛИРОВАНИЕ для всех значений k1 и ξ для замкнутых систем с целью сравнения результатов исследования в удобном для обработке виде и скопировать их в свой файл.
-
Выполнить моделирование в режиме АНАЛИЗ, изложенное в работе № 2. Для получения годографа Михайлова в окне Параметры частотного анализа необходимо щёлкнуть кнопку Годограф Михайлова. В Графическом окне при необходимости изменить параметры координат, что бы чётко было видно охват начала координат.
2. Исследовать САР на устойчивость по критерию Найквиста:
-
В Схемное окно ввести структурные схемы разомкнутых САР. Разрыв производится около сумматора. Выходным сигналом в этом случае является сигнал обратной связи. Обратная связь должна быть приведена к единичной. Вид схем приведён на рис. 5.5 .
-
Выполнить моделирование в режиме АНАЛИЗ. Для получения годографа Найквиста в окне Параметры частотного анализа необходимо щёлкнуть кнопку Годографов. В ячейке Характеристика выбрать вид годографа Найквиста. В Графическом окне при необходимости изменить параметры координат, что бы чётко было видно охват начала координат. Полученные годографы скопировать в свой файл. Если годограф представлен ломаной линией, то следует увеличить число точек вывода.
3. Файл скопировать на дискету, а в дальнейшем графики внести в отчёт. В отчёте графики сгруппировать по вариантам схем. Результаты обмеров графиков и анализа внести в табл. 5.1
Для быстрого выполнения работы рекомендуется выполнять действие в следующем порядке:
а
б
в
г
Рис. 5.4. Структурные схемы разомкнутых САР для расчётов годографов
Михайлова
а
б
в
г
Рис. 5.5. Структурные схемы разомкнутых САР для расчётов годографов
Найквиста
|
Таблица 3.1 Параметры исследуемых схем по вариантам |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
№ |
Парамет. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
1 |
Т1 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
10 |
10,5 |
11 |
11,5 |
12 |
12,5 |
13 |
13,5 |
14 |
14,5 |
15 |
15,5 |
|
Т2 , Т3 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,451 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
0,10 |
0,101 |
0,011 |
0,11 |
0,12 |
0,12 |
0,13 |
0,13 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,15 |
|
|
k1 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
|
k1 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
|
k2 , k1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
ξ |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
0,2 |
|
|
2 |
Т1 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
10 |
10,5 |
11 |
11,5 |
12 |
12,5 |
13 |
13,5 |
14 |
14,5 |
15 |
15,5 |
|
Т2 |
0,5 |
0,72 |
1 |
1,25 |
1,15 |
1,75 |
2 |
2,25 |
2,5 |
2,75 |
3 |
3,25 |
3,5 |
3,75 |
4 |
4,25 |
4,5 |
4,75 |
5 |
5,25 |
5,5 |
5,75 |
6 |
6,25 |
6,5 |
6,75 |
7 |
7,25 |
7,5 |
7,75 |
|
|
Т3 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
0,1 |
0,10 |
0,11 |
0,11 |
0,12 |
0,12 |
0,13 |
0,13 |
0,14 |
0,14 |
0,15 |
0,15 |
|
|
k1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
k1 |
|
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
|
k2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
ξ |
0,2 |
0,2 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,3 |
1.3 |
1,3 |
1,3 |
1,5 |
|
|
№ |
Парамет. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
3 |
Т1 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
07 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
0,10 |
0,105 |
0,11 |
0,115 |
0,12 |
0,125 |
0,13 |
0,135 |
0,14 |
0,145 |
0,15 |
0,155 |
|
Т2 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
|
|
k1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
k1 |
30 |
300 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
30 |
|
|
k2 , k3 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
ξ |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
|
4 |
Т1 |
1 |
1,5 |
2 |
2,5 |
3 |
3,5 |
4 |
4,5 |
5 |
5,5 |
6 |
6,5 |
7 |
7,5 |
8 |
8,5 |
9 |
9,5 |
10 |
10,5 |
11 |
11,5 |
12 |
12,5 |
13 |
13,5 |
14 |
14,5 |
15 |
15,5 |
|
Т2 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,25 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,45 |
0,5 |
0,55 |
0,6 |
0,65 |
0,7 |
0,75 |
0,8 |
0,85 |
0,9 |
0,95 |
1 |
1,05 |
1,1 |
1,15 |
1,2 |
1,25 |
1,3 |
1,35 |
1,4 |
1,45 |
1,5 |
1,55 |
|
|
k1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
k2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
ξ1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
|
|
ξ2 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
Таблица 5.1
Результаты исследования годографов
|
Критерий |
№ схемы |
k
|
Описание траектория годографа |
Запас устойчивости |
Показатели переходной характеристики |
Выводы |
||
|
l, отн.ед. |
γ, град |
|||||||
|
σ, % |
n |
|||||||
|
Михайлова |
1 |
|
Годограф проходит (не проходит) n квадрантов |
– |
– |
|
|
САР устойчива (неуст.) |
|
|
|
– |
– |
|
|
|
||
|
2 |
|
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
– |
– |
|
|
|
||
|
3 |
|
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
– |
– |
|
|
|
||
|
4 |
|
|
– |
– |
|
|
|
|
|
|
|
– |
– |
|
|
|
||
|
Найквиста |
1 |
|
Годограф охватывает (не охватывает) характерную. точку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1.Набрать одну схему рис 5.4 , получить две переходные характеристики и в режиме Анализ построить два годографа Михайлова;
2. Повторить расчёты для остальных схем;
3. Набрать одну схему рис 5.5 и в режиме Анализ построить два годографа Найквиста;
4. Повторить расчёты для остальных схем.
По годографу Найквиста определить запас устойчивости.
Из переходной характеристики определить σ и n.