- Оценку качества переходных процессов в точках, находящихся вблизи и вдали от границы устойчивости;

- сравнительную оценку различных способов выделения областей устойчивости и оценки

запаса устойчивости системы.

Лабораторная работа 4 Изучение прямых и косвенных оценок качества регулирования

Цель работы: - определение и анализ частотных оценок качества регулирования;

- установление связи между косвенными и прямыми оценками качества;

сравнение прямых оценок качества, рассчитанных по формулам и полу-

ченных непосредственно по графикам переходных процессов.

Задание:

Исследовать качество регулирования одноконтурной АСР с помощью прямых и косвенных оценок качества, используя программную систему OCENKA.

k_об = 1 , T₁ = , T₂ = , T₃ =

Рисунок 1 – Структурная схема АСР

k_рег(T_изp+1) k_об

W_рег(p) = ; W_об(p) =

T_изp (T₁p+1)(T₂p+1)(T₃p+1)

Порядок проведения работы:

5. 1. Ввести заданные параметры объекта (k_об , T₁ , T₂ , T₃) (кнопка “Параметры”) и построить кривые D-разбиения в координатах k_обk_рег /T_из = f(k_обk_рег) для степеней колебательности m = 0, m = 0.221 и m = 0.336 (пункт меню “D-разбиение”).

2. Для исследования АСР задать точки , располагающиеся на специальной кривой K_р (рису-

нок 2) .

Рисунок 2 – Кривые D-разбиения

3. Координаты каждой заданной точки последовательно запомнить и для нее:

3.1. Построить амплитудно-частотную характеристику замкнутой АСР (пункт меню “АЧХ”). По графику АЧХ определить следующие частотные характеристики системы:

- резонансную частоту ω_р (соответствует максимуму АЧХ A_зmax(ω) );

- частоту среза ω_ср (соответствует A_з(0)=1) ;

- диапазон пропускаемых системой частот (0 - ω_о) (значение ω_о соответствует 0.707^.A_з(0) ) ;

- показатель колебательности: M = A_зmax(ω)/A_з(0).

3.2. Получить график переходного процесса, возникающего в АСР при действии на нее единичного ступенчатого воздействия по заданию, и записать определенные по нему прямые показатели качества регулирования (пункт меню “Прямые оценки”):

- время регулирования t_р (время окончательного вхождения регулируемой величины в область, заданную вокруг установившегося значения);

- время достижения первого максимума t_max ;

- величину максимального динамического отклонения Х_max ;

- величину перерегулирования .

3.3. Получить в инструментальной среде VisSim переходные процессы для всех исследуемых точек и определить по ним прямые оценки качества регулирования (t_р , t_max , Х_max , ).

Оформление результатов работы:

Отчет о лабораторной работе должен содержать:

1) Цель работы .

5. 2) Задание.

6. 3) Характеристическое уравнение замкнутой АСР.

7. 4) Кривые D-разбиения и нанесенную на них кривую K_р с пронумерованными точками .

8. 5) Графики АФХ для каждой исследуемой точки.

6) Определенные по графикам АЧХ частотные характеристики АСР: резонансная частота

ω_р , частота среза ω_ср , диапазон пропускаемых системой частот (0 - ω_о) , показатель колебательности M.

7) Рассчитанные по формулам значения прямых оценок качества регулирования:

- время регулирования: t_р ≈ (1÷2)2 /ω_ср ;

- время достижения переходной характеристикой первого максимума (если переходный

процесс имеет 1÷2 колебания): t_max ≈ /ω_ср

- величина перерегулирования: = (-20+30)M % .

8) Графики зависимостей частотных и прямых оценок качества регулирования (_р , _ср ,

(0-_о), M , t_р , t_max , ) от номера точки на кривой K_р .

5. 9) Графики переходных процессов для каждой исследуемой точки и определенные по ним расчетным путем прямые оценки качества регулирования (t_р , t_max , Х_max , ).

10) Прямые оценки качества регулирования, определенные непосредственно по графикам пе-

реходных процессов, построенных в инструментальной среде VisSim (t_р , t_max , Х_max , ).

11) Графики зависимостей прямых оценок качества регулирования (t_р , t_max , Х_max , ) от но-

мера точки на кривой K_р .

5. 12) В соответствии с результатами работы выдать рекомендации по оптимальным настройкам регулятора. Сравнить эффективность анализа САУ с помощью прямых и косвенных оценок качества регулирования. Оценить точность определения прямых оценок разными способами.