Передаточная функция разомкнутой части скорректированной системы

(7)

Будем считать, что коррекция не изменяет структуру системы, звено остаётся апериодическим, изменяется только постоянная времени до значения T2. Тогда передаточная функция . Частота сопряжения скорректированной системы сдвигается в точку2, причём

(8)

Логарифмическая характеристика полученной системы на рис.6 обозначена L2. Передаточная функция корректирующего звена вычисляется из (7)

(9)

Для реализации такого звена выполним следующие рассуждения. Пусть пропорциональное звено с коэффициентом К охвачено отрицательной обратной связью, в качестве которой используется апериодическое звено

(10)

Передаточная функция полученного элемента

(11)

где (12)

Полученное выражение (11) с точностью до масштабного коэффициента совпадаетWk. Для получения точного выражения Wk описанный элемент необходимо дополнить масштабирующим усилителем с коэффициентом . В результате корректирующее звено имеет следующую структурную схему

Рис.8.

Полученная структурная схема не является единственной, возможны другие варианты построения. По усмотрению студента допускается выбрать корректирующее звено по справочнику или ситезировать самом. С полученным выше звеном Wk структурная схема скорректированной системы имеет вид

Рис.9.

Для реализации полученной структуры на АВК-32 следует перейти к принципиальной схеме. Возможный вариант такой схемы приведён на рис.10.

вых

Рис.10

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. По таблице вариантов задания получить задание у преподавателя, по данным в таблице К1 и t_п составить передаточную функцию исходной системы, вычислив постоянную времени Т1.

2. Сравнить это время с временем tп треб и определить необходимость коррекции. Вычислить постоянную времени T2 скорректированной системы, частоту сопряжения ₂ и частоту среза _с2.

3. Вычислить параметры элементов операционного усилителя ОУ1, реализующего передаточную функцию W1 исходного звена. В случае затруднений при реализации этих параметров использовать приемы, описанные в предыдущих лабораторных работах.

4. Аналогичным образом вычислить параметры элементов ОУ2, ОУ3, ОУ4, ОУ5. Для вычисления параметра К использовать выражение (12) из которого

(13)

5. Все вычисленные параметры свести в таблицу.

6. По результатам расчета выполнить набор на АВК-32 модели исходной системы, проверить ее функционирование в статике и снять переходный процесс. По графику процесса определить постоянную времени Т₁.

7. Выполнить набор корректирующего устройства, проверить его функционирование и включить в состав модели системы. Снять переходный процесс в системе и по графику переходного процесса определить постоянную времени Т_2.

8. Сравнить полученные экспериментальные значения постоянных времени Т₁ и Т₂. Выполнить оценку результата коррекции, составить отчет о проделанной работе.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

• номер варианта задания

• расчеты параметров модели и сводную таблицу результатов расчета

• структурную и электрическую схемы исходной и скорректированной систем

• методику отладки модели и результаты ее проверки в статическом режиме

• графики переходных процессов для исходной и скорректированной систем

• выводы по результатам работы

Таблица вариантов задания

N варианта	1	2	3	4	5	6	7	8
К1	1,2	1,1	1,6	1,8	1,2	1,4	1,7	1,8
tп, сек	0,2	0,4	0,6	0,8	0,3	0,5	0,7	0,9
tn.треб., сек	0,3	0,6	0,9	1,2	0,5	0,8	1,1	1,4

ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Снимите АЧХ исходной и скорректированной систем, для этого сделайте обоснованный выбор необходимого дополнительного оборудования (звуковой генератор, осциллограф и т. д.). Постройте графики в линейном и логарифмическом масштабе, сопоставьте полученный экспериментальный результат с прогнозируемым теоретически. Сделайте вывод.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Выполните переход от последовательного корректирующего устройства к другим типам. Сравните результаты, выберите наиболее простой для реализации способ и обоснуйте выбор.

2. Найдите по справочнику или предложите свой вариант последовательного корректирующего устройства. Сравните его с предложенным выше, обоснуйте результат сравнения.

3. Какая обратная связь называется жесткой? Как жесткая обратная связь влияет на структуру апериодического, интегрирующего и колебательного звеньев?

4. Какая обратная связь называется гибкой? Как гибкая обратная связь влияет на структуру апериодического, интегрирующего и колебательного звеньев?

5. Какой тип коррекции (активный или пассивный) предложен выше? Дайте сравнительную характеристику, укажите достоинства и недостатки каждого типа.

6. Можно ли для реализации апериодического звена использовать способ его набора на АВК-32 по уравнению? (как в лаб. раб № 5)

7. Выполните проверку знаков для электрической схемы рис.10. Как, при необходимости, можно изменить знак обратной связи?

ЛИТЕРАТУРА

1. Хречков Н.Г., Власов В.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ №1-№7 по курсу “Теория автоматического управления” для студентов специальности 2101.-М.:Изд. “Буркин“,1999.

2. Витенберг И.М. и др. Программирование аналого-цифровых вычислительных систем: Справочник.- М.: Радио и связь, 1989 – 288с.

3. Тетельбаум И.М., Шнейдер Ю. Р. Практика аналогового моделирования динамических систем: Справочное пособие – М.: Энергоатомиздат, 1987 – 384с.

4. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. –М.: Машиностроение, 1989 – 752 с.

Методические указания рекомендованы НМК кафедры УИТ БИТТУ к применению в учебном процессе по курсу “Теория управления“ для студентов специальности 2101.

Протокол №_{---------------------}от _{---------------------------}

Председатель НМК_{----------------------------------}Зав. каф. УИТ, д.т.н.,профессор,

академик МАН ВЭ В.В.Власов.

Составили: ХРЕЧКОВ Николай Григорьевич

ВЛАСОВ Вячеслав Викторович