БАЛАКОВСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ И УПРАВЛЕНИЯ.

ФАКУЛЬТЕТ ИНЖЕНЕРНО- СТРОИТЕЛЬНЫЙ.

КАФЕДРА УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ.

ПО ТАУ

Выполнил студент гр. УИТ-43

Колесников И. А.

Принял

Скоробогатова Т.Н.

2004

I ЧАСТЬ

Принципиальная функциональная схема.

1

6

5

2

3

4

7

8

Влияние гидростатического давления на оптические параметры оптоволоконных кабелей калибровочной системы нейтринного телескопа НТ-200

1.Источник наносекундных световых импульсов.

2.Ф.Э.У. ХР2020

3.Исследуемый оптоволоконный кабель.

4.Аналоговый осциллограф 2465В.

5.Соединительные кабели.

6.Герметичный переходный блок.

7.Камера гидростатического давления.

8.Компрессор.

Структурная схема исследуемой системы.

ЗУ(1)

ОУ(7,8)

КУ(2)

Д(4)

ЗУ- задающие устройство

ОУ- объект управления

КУ- корректирующие устройство

Д- датчик

Передаточные функции исследуемой системы.

II ЧАСТЬ

Рассчитаем устойчивость, построим переходный процесс, построим ЛАЧХ, ЛФЧХ, Критерий Найквиста.

Расчет будем проводить как в MathCAD 11 так и в MATLAB 7.0.1.

s=zpk('s');W=(9*10^6)/((s+20)*(49*s^2+6*10^3*s+1*10^4)*(3*s+5))

Zero/pole/gain:

61224.4898

-----------------------------------

(s+20) (s+120.8) (s+1.69) (s+1.667)

>> pole(W)

ans =

-20.0000

-120.7590

-1.6900

-1.6667

>> zero(W)

ans =

Empty matrix: 0-by-1

>> s=zpk('s');K=1.5

K =

1.5000

>> sisotool

Переходный процесс

ЛАЧХ, ЛФЧХ

III Часть

Преобразование нелинейной системы

Для построения фазового портрета упростим структурную схему нелинейной СУ. Для этого сгруппируем все линейные звенья системы и нелинейные.

НЭ

НЭ

Разомкнем систему перед нелинейным элементом, перенося на новый вход системы регулирующее воздействие. Получим следующую структурную схему:

W₄(p)

W₂(p)

-W₃(p)

НЭ

W₁(p)

[1-W₃(p)]W₂(p)W₄(p)W₁(p)

НЭ

u

F(ε)

W(p)

X

Получаем передаточную функцию линейной части.

W(p)=[1-W₃(p)]W₂(p)W₄(p)W₁(p)

Упростим передаточную функцию:

Перемножим знаменатель:

=(49p³+6000p²+1000p+980p²+120000p+

200000)*(3p+5)=147p⁴+245p³+18000p³+30000p²+3000p²+5000p+2940p³+

+4900p²+360000p²+600000p+600000p+1000000=147p⁴+21185p³+397900p²+

+1205000p+1000000

Вынесем в числителе за скобки -4,5·10⁶, а в знаменателе 1·10⁶. Далее пренебрегая всеми значениями меньшими 10^-3 порядка, получим следующее выражение для передаточной функции:

Окончательное выражение для передаточной функции:

В качестве нелинейного элемента в системе используется трехпозиционное реле со статической характеристикой рис. 1

Рис. 1. Статическая характеристика нелинейного элемента.

Где: b=4; c=2

Из статической характеристики следует:

Анализ и определение устойчивости СУ

По полученному фазовому портрету проводим анализ устойчивости СУ. При этом видно, что система является устойчивой, т.к. фазовая траектория при выводе ее в точку М₀ (-5;0) приближается к началу координат. В последствии фазовая линия пересечет ось на отрезке (–с, с) соответствующем зоне нечувствительности. Система не подвержена автоколебаниям.

Качество управления СУ, о котором можно судить по виду фазового портрета, является удовлетворительным и не требует дополнительной коррекции.

Найдем передаточную функцию линейной части системы

Перемножим знаменатель:

(0.05p+1)*(0.0049p²+0.6p+1)*(0.6p+1)=(0.000245p³+0.0049p²+0.03p²+0.6p+

+0.05p+1)*(0.6p+1)=0.000147p⁴+0.000245p³+0.00294p³+0.0049p²+0.018p³+

+0.03p²+0.36p²+0.6p+0.03p²+0.05p+0.6p+1=0.000147p⁴+0.000000129654p³+

+0.0000015876p²+0.018p+1

передаточная функция имеет вид

Дифференциальное уравнение имеет вид