Анализ чувствительности скорректированной системы
Произведем анализ чувствительности системы, изменяя значение коэффициента передачи усилителя. Полученные данные представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Зависимость характеристик системы от значения коэффициента передачи усилителя.
-
Коэффициент усиления
Параметры ЛАЧХ и ФЧХ
Характеристики переходного процесса
Абсолютное
значение
% от исходного
Частота среза, рад/c
Запас по фазе, *
Запас по модулю, дБ
Время регулирования, с
Перерегули-
рование, %
2000
100
12.05
159.55
10.26
0.047
3.7
1800
90
10.87
159.39
11.44
0.053
3.17
1600
80
9.84
158.93
12.71
0.064
3.56
1400
70
8.89
158.18
14.12
0.083
4.1
200
10
2.91
131.68
32.38
2.064
16.33
3000
150
93.08
39.63
5.30
0.094
20
4000
200
117.83
6.21
1.06
0.12
35.72
5000
250
134.96
-14.67
-3.05
0.17
50.63
6000
300
148.29
-29.82
-7.53
0.22
64.31
9000
450
176.61
300.61
-
Процесс расходящийся
Из таблицы 2 видно, что система обладает наилучшими параметрами (наименьшим временем регулирования и почти минимальным перерегулированием) при исходном значении коэффициента передачи усилителя.
Анализ нелинейной системы
А
нализ
нелинейной системы будем производить
с помощью введения в исходную
откорректированную систему нелинейного
блока насыщения. На рисунке 17 приведена
структурная схема исследуемой нелинейной
системы.
Рисунок 17.
Структурная схема исследуемой нелинейной системы.
Исходный уровень напряжения на двигателе (без ограничения насыщением) составляет 5160 В.
При изменении параметров блока насыщения, происходит изменение параметров системы. Таблица 3 отображает влияние параметров насыщения на характеристики системы.
Таблица 3.
Влияние параметров насыщения на характеристики системы.
|
Значение насыщения |
Перерегулирование, % |
Время регулирования, с |
|
[-10000 10000] |
3.7 |
0.047 |
|
[-5000 5000] |
3.7 |
0,05 |
|
[-2000 2000] |
4.8 |
0,1 |
|
[-1000 1000] |
6.1 |
0.43 |
|
[-500 500] |
8.1 |
0.7 |
|
[-400 400] |
9.1 |
0.8 |
|
[-300 300] |
10.85 |
0.94 |
|
[-200 200] |
14.44 |
1.2 |
|
[-100 100] |
25 |
1.82 |
|
[-50 50] |
41.7 |
2.78 |
|
[-25 25] |
59.1 |
4.44 |
|
[-10 10] |
71.7 |
9.63 |
Из таблицы можно сделать вывод о том, что связка двигатель-редуктор может нормально работать на напряжении питания 220 В, т.е. для питания двигателя от промышленной сети не нужно специальных усилителей, что является большим преимуществом разработанной системы.
Заключение
В результате выполнения курсового проекта были приобретены практические навыки расчета и моделирования систем автоматического управления. В исследуемой цифровой следящей системе робота-манипулятора были получены математические модели звеньев, произведен анализ устойчивости системы, осуществлена стабилизация системы при помощи введения последовательного корректирующего звена, определена чувствительность скорректированной системы, произведен анализ поведения системы при добавлении в неё нелинейного звена – насыщения.
Было установлено, что полученная скорректированная система обладает устойчивостью, достаточной инвариантностью к возмущениям входа и отличной робастностью.