Исходные данные для проведения исследований Структурная схема нсау

Рис 5.1.

Таблица 5.1

Значения параметров НЭ и Wлч(p) НСАУ

№ вари анта	Вид характеристики нелинейного элемента	Передаточная функция линейной части
		W1(p)	W2(p)	W3(p)
1
2				-
3				-
4				-
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15				-
16				-
17				-
18				-

Примечание: в таблице выделены варьируемые параметры:

* - 1-ый варьируемый параметр;** - 2-ой варьируемый параметр.

Вопросы для подготовки работы к защите

1. Сформулируйте критерий Попова (в аналитическом и графическом варианте) для анализа устойчивости положения равновесия применительно к выполненному варианту задания.

2. Сформулируйте критерий Гелига применительно к НСАУ, исследуемой в Вашем варианте.

3. Объясните форму полученного графика границы области устойчивости НСАУ.

4. Дайте определение и изложите методику аналитического нахождения эквивалентного комплексного коэффициента усиления нелинейного звена W_нэ(A). Сравните годограф W_нэ(A), построенный на основе цифрового моделирования, с аналитическим представлением.

5. Основываясь на предпосылках метода гармонической линеаризации, сформулируйте условия возникновения в НСАУ устойчивых автоколебаний. Поясните на полученных графических результатах выполнение этих условий применительно к исследуемой системе.

Занятие 6 исследование линейных импульсных систем автоматического управления

Целью работы является исследование особенностей динамики линейных импульсных САУ с амплитудной модуляцией, связанных с наличием в них квантования по времени. Изучаются свойства реального импульсного элемента, условия устойчивости линейных импульсных систем (ИСАУ), переходные процессы при регулярных воздействиях, оптимальные процессы конечной длительности, а также методика коррекции импульсных САУ.

Программа исследований

1. Определение передаточной функции элемента с заданной формой импульса (см. методические указания).

1.1. Проанализировать форму импульса, представленную на экране, и ввести коэффициенты передаточной функции элемента, формирующего заданную импульсную последовательность.

1.2. При совпадении формы заданного импульса и импульса, определяемого введенной передаточной функцией, занести в протокол передаточную функцию и вид импульса, в противном случае - повторить п.1.1.

2. Определение условий, когда ИСАУ может рассматриваться как непрерывная (см. методические указания).

2.1.В соответствии с вариантом работы ввести параметры ИСАУ.

2.2. Проанализировать виды спектров входного квантованного и выходного сигналов, представленные на экране, и ввести период квантования T₀ импульсного элемента, который позволит рассматривать ИСАУ как непрерывную.

2.3. Сравнить переходные процессы в импульсной САУ и аналогичной непрерывной системе и ввести такие параметры непрерывной части ИСАУ, которые обеспечивали бы необходимую степень фильтрации квантованного сигнала и совпадение переходных процессов с ошибкой менее 10% (см. методические указания).

2.4. Установив значения параметров ИСАУ, обеспечивающие непрерывный характер регулирования, занести в протокол следующую информацию:

- структурную схему и значения параметров ИСАУ;

- вид спектров входного и квантованного сигналов;

- графики переходных процессов в импульсной и соответствующей непрерывной системе.

3. Исследование устойчивости замкнутой импульсной системы.

3.1. Установить параметры ИСАУ, найденные в результате выполнения п.2 работы.

3.2. Последовательно изменяя коэффициент усиления и анализируя годограф и переходный процесс в ИСАУ, определить для заданного периода квантования T₀ граничный коэффициент усиления k_гр.

3.3. Занести полученную точку на график k_гр(T₀).

3.4. Повторяя п.3.2 и п.3.3 для различных периодов квантования (8..10 точек), построить график зависимости k_гр(T₀) в диапазоне T₀=0.05T₁...2T₂, где T₁, T₂ - соответственно наименьшая и наибольшая постоянная времени непрерывной части ИСАУ.

3.5. Занести в протокол следующую информацию :

- изображения годографа и переходного процесса в ИСАУ для трех случаев :

k > k_гр , k = 4гр , k < k_гр при одном и том же значении T₀;

- график зависимости k_гр(T₀).

4. Минимизация длительности переходного процесса в замкнутой импульсной системе (см. методические указания).

4.1. Ввести параметры ИСАУ, использованные при расчетах в процессе самостоятельной подготовки (п.4).

4.2. Наблюдать на экране вид переходного процесса в замкнутой ИСАУ.

4.3. На основании представленной на экране информации о передаточной функции ИСАУ, ее нулях и полюсах выбрать порядки вспомогательных полиномов M*(z) и N*(z),определяющих передаточную функцию последовательного корректирующего звена Wк*(z) (п.4 самостоятельной подготовки).

4.4. Ввести в компьютер систему уравнений относительно коэффициентов полиномов М*(z) и N*(z), полученную в ходе самостоятельной подготовки (п.4).

4.5. Если оптимальный процесс конечной длительности в системе не наблюдается, повторить п.4.3 или п.4.4.

4.6. Ввести в коэффициенты полинома N*(z) вариацию в пределах 5-20 % и наблюдать переходный процесс в системе в реальной ситуации, когда не может быть обеспечена точная компенсация ряда членов знаменателя передаточной функции ИСАУ.

4.7.Занести в протокол следующую информацию:

- передаточную функцию W*(z) ИСАУ без коррекции;

- значения нулей и полюсов W*(z);

- систему алгебраических уравнений относительно коэффициентов полиномов M*(z) и N*(z);

- импульсные передаточные функции корректирующего звена Wк*(z) и замкнутой скорректированной ИСАУ Kз*(z);

- графики переходных процессов в ИСАУ без коррекции и с включением последовательного корректирующего звена;

- график переходного процесса в скорректированной ИСАУ при неполной коррекции (результаты выполнения п.4.6).