Учебном пособии изложены теоретические основы, а также практические указания к выполнению лабораторных работ студентами по дисциплине «асу»
жүктеу/скачать 2.35 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Задание и методические указания по выполнению работы
- Отчет о лабораторной работе
- Контрольные вопросы
k W(s)=pT +1 (1) Для удобства построения следует изменить масштаб графика с тем, чтобы можно было более крупно видеть участок ЛАЧХ, на котором ее наклон изменяется с 0 дБ/дек на -20 дБ/дек, и было бы удобно строить линии с наклоном -20 дБ/дек. Далее следует провести касательные к ЛАЧХ с наклонами 0 дБ/дек и 20 дБ/дек. Точка пересечения касательных дает частоту сопряжения, обратную к искомой постоянной времени Тр ПИ-регулятора (рисунок 12). Рисунок 12 – Определение постоянной времени Тр ПИ-регулятора. На рисунке 12 видно, что lg(1/Тр )= - 0.39, поэтому 1/Тр= 0.4, следовательно Тр=2.5 сек. Начальное значение коэффициента усиления k ПИ-регулятора следует взять равным 0.5. При необходимости эту величину можно будет уточнить по виду результирующей переходной функции замкнутой САР, но, как правило, это значение удачное. Т.о. передаточная функция ПИ-регулятора для рассматриваемой САР примет вид: 2.5s+1 0.5+1.25s W( )s = 0.5 →W( )s = (2) 2.5s 2.5s Модификация схемы В схеме рис.6 освободим место для вставки блока ПИ-регулятора: увеличим размер окна модели, сдвинем вправо блоки апериодического, колебательного звеньев и осциллографа, уберем некоторые подписи блоков, удалим линию связи от устройства сравнения к апериодическому звену, куда будет вставлен ПИ-регулятор. Подравняем линии связей, при необходимости заменяя их на новые. В качестве ПИ-регулятора в данном примере для простоты будет использован линейный блок общего вида, хотя ПИ-регулятор может быть реализован и другими способами. Итак, вынесем на рабочее пространство окна модели линейный блок (W(s) общего вида) с вкладки Палитры Динамические блоки и соединим его с устройством сравнения и апериодическим звеном. В результате будет получена схема рисунок 13. Рисунок 13 – Скорректированная схема разомкнутой САР частоты вращения вала двигателя постоянного тока. Разомкнутая обратная связь условно показана желтым цветом. Ввиду наличия интегратора в контуре переходная характеристика разомкнутой системы линейно и неограниченно растет с течением времени. Далее следует установить значения коэффициентов полиномов линейного блока с тем, чтобы его передаточная функция приняла вид (2). Для этого нужно дважды щелкнуть по блоку и в появившемся окне ввести коэффициенты в порядке возрастания степеней (рисунок 14). Задание коэффициентов линейного блока общего вида с тем, чтобы он выполнял функции ПИ-регулятора. Во второй строке на первом месте стоит ноль и через пробел введен коэффициент 2.5 члена первой степени, что в совокупности соответствует интегратору. Рисунок 14 – Скорректированная схема разомкнутой САР частоты вращения вала двигателя постоянного тока. Косвенная оценка качества САР с ПИ-регулятором Качество переходного режима астатической САР косвенно характеризуется запасами устойчивости по амплитуде и фазе. Запустить работу модели щелчком по кнопке Пуск. Поскольку ПИрегулятор структурно содержит интегратор, переходная функция разомкнутой САР после окончания переходного процесса линейно изменяется с течением времени (рисунок 13). Рисунок 15 – ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной САР. Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутого контура скорректированной системы: Анализ – Частотный анализ и в окне Параметры частотного анализа выберем Создать окно Характеристик, щелкнем по кнопке Расчет (см. рисунок 11). В результате появится окно с графиками, которому можно придать вид. Запас устойчивости по фазе составляет 74º, а по амплитуде 12 дБ. На нижних частотах ЛАЧХ идет с наклоном -20 дБ/дек, а ЛФЧХ близка к -90º. Это обусловлено наличием в контуре управления интегратора, являющегося составной частью ПИ-регулятора. Как видно на рисунке 15, все требования к косвенным параметрам качества астатической САР выполнены, следовательно, можно ожидать, что качество скорректированной САР будет по крайней мере удовлетворительным. Оценка качества скорректированной САР Остается проверить качество переходного режима скорректированной замкнутой САР. Для этого следует замкнуть обратную связь введением второго весового коэффициента устройства сравнения равного -1. Дважды щелкнуть по устройству сравнения в окне модели и в появившемся окне заменить второй весовой множитель с 0 на -1 (рисунок 16). Щелкнуть по кнопке Да. Рисунок 16 – Общий вид окна. Запустить процесс моделирования кнопкой Пуск. Будет построена переходная характеристика замкнутой скорректированной САР. После уточнения масштаба и времени интегрирования (кнопка «Параметры счета F10» главной панели "МВТУ") схема и переходная характеристика примут вид. Рисунок 17 – Схема скорректированной САР и ее переходная характеристика. Время регулирования составляет 4 сек при перерегулировании в 6 %. Качество скорректированной САР вполне удовлетворительное. Установившееся значение переходной функции равно 1.0 – значению входного сигнала. Это значит, что ошибка САР в установившемся режиме при отслеживании постоянного сигнала равна нулю. Таким образом, в результате введения в контур управления ПИ-регулятора система приобрела астатизм первого порядка. Задание и методические указания по выполнению работыПостроить модель замкнутой САР частоты вращения вала двигателя постоянного тока рисунок 1, определить ее переходную функцию, соотнесите с рисунком 4. Дополните схему и окно осциллографа содержательными надписями. Обрамление блоков, при желании, можно убрать, выбрав в главном меню "МВТУ" Опции – Настройки, убрав галочку в пункте Рисовать обрамление и щелкнув по кнопке Да. Сделать выводы и сделайте снимки экрана. Подготовка модели к проведению ее частотного анализа: Обозначить вход и выход анализируемого фрагмента схемы (рисунок 6), разомкните обратную связь установкой нулевого значения второго весового коэффициента компаратора (устройства сравнения). Сделать снимки экрана. Оценка устойчивости замкнутой САР по критерию Найквиста: Построить годограф комплексного коэффициента передачи разомкнутого контура (годограф Найквиста). Используя критерий Найквиста, определить, будет ли устойчивой замкнутая САР. Определить запасы устойчивости САР по амплитуде и фазе. Сделать выводы. Сделайте снимки экрана. Коррекция САР с использованием логарифмических частотных характеристик: Построить ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САР в соответствии. Определить запасы устойчивости по амплитуде и фазе, соотнесите их с результатами, полученными ранее. Скорректируйте САР введением ПИ-регулятора, определите по ЛАЧХ оптимальное значение постоянной времени ПИрегулятора. Постройте результирующие ЛАЧХ и ЛФЧХ и переходную функцию скорректированной САР. Соотнесите результаты с рисунком 17. Сделать выводы. Сохранить проект [10, 11, 13]. Отчет о лабораторной работеОтчет должен содержать титульный лист, цели и задачи работы, результаты выполнения разделов работы, включая снимки экрана со схемами и частотными характеристиками, выводы по работе. Контрольные вопросыЧто такое частотные характеристики линейной системы? С какой целью в ПК "МВТУ" указываются входная и выходная переменные при частотном анализе САР? Как в ПК "МВТУ" построить годограф Найквиста для линейной системы? Как в ПК "МВТУ" построить ЛАЧХ и ЛФЧХ линейной системы? жүктеу/скачать 2.35 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|