Вопросы для самоконтроля

1. Сформулируйте частотный критерий устойчивости Найквиста.

2. Как определить запас устойчивости по фазе и амплитуде?

3. Какие существуют виды последовательных корректирующих устройств, достоинства и недостатки корректирующих устройств различного вида?

4. Как выбрать коррекцию каждого вида?

Литература

[1, c.247–260];

[3, c.144–162, 224–238];

[4, c.116–120, 162–165];

[5, 13].

Рис. 9 ЛЧХ некорректированной САУ (а), ЛАЧХ при последовательной опережающей (б) и запаздывающей (в) коррекции при достаточных запасах устойчивости по фазе  (желательно  = 60) и амплитуде ( L= – 0,75 лог)

3.2. Лабораторная работа № 4. Система с параллельным корректирующим устройством

3.2.1. Цель работы

Изучить влияние параллельного корректирующего звена на устойчивость и качество переходного процесса. Освоить методы определения параметров параллельного корректирующего звена.

3.2.2. Задание к работе

Рис. 10. Структурная схема к лабораторной работе № 4

Таблица 4

Вариант
1-1 1-2 1-3	3 3 3	5 5 5	2 2 4	0 1 1	1 1 1	0.104 0.104 0.104	0.1 0.1 0.1	0.264 0.264 0.264
2-1 2-2 2-3	3 3 3	4 4 4	2 2 4	0 1 1	1 1 1	0.156 0.156 0.156	0.1 0.1 0.1	0.176 0.176 0.176
3-1 3-2 3-3	3 3 3	5 5 5	2 2 4	0 1 1	1 1 1	0.208 0.208 0.208	0.1 0.1 0.1	0.088 0.088 0.088
4-1 4-2 4-3	3 3 3	4 4 4	2 2 4	0 1 1	1 1 1	0.412 0.412 0.412	0.05 0.05 0.05	0.088 0.088 0.088

Программа самостоятельной работы

1. Построить аппроксимированную ЛАЧХ некорректированной системы в разомкнутом состоянии , убедиться, что некорректированная замкнутая САУ неустойчива или имеет малый запас устойчивости.

2. Выбрать корректирующее звено 5 вида, указанного в табл. 4 (даны ), из условия минимальной колебательности САУ при максимальном быстродействии. Значениепринять из чисел, набираемых на стенде. Определить запас устойчивости по фазеи амплитуде.

3. Построить ЛАЧХ замкнутой САУ и переходную функцию. Определить основные показатели регулирования.

Программа работы в лаборатории

1. Собрать исследуемую САУ на наборном поле и установить параметры неизменяемой части системы и выбранной коррекции.

2. Отключить корректирующее устройство (звено 5), т. е. установить k₃ = k₄ = k₅ = 1 и с помощью компьютера убедиться, что некорректированная САУ неустойчива или имеет большую колебательность.

3. Зарисовать переходную функцию замкнутой САУ с выбранной коррекцией, определить показатели регулирования. Убедиться, что выбранные параметры коррекции – наилучшие, для этого повторить п. 3 для смежных значений Т₄.

3.2.3. Методические указания к лабораторной работе № 4

Преобразуем исходную структурную схему (рис. 11) к виду, представленному на рис. 11 а. Тогда можно выделить эквивалентную последовательную коррекцию (рис. 11 б) с передаточной функцией

.

ЛАЧХ строится по правилам встречно-параллельного соединения звеньев (см. лаб. раб. № 2), где в прямом канале находится усилительное звено сk=1, а в обратной связи – последовательное соединение трёх звеньев: первого и второго – инерционных и корректирующего (пятого) звена, которое при является форсирующим, а при– реальным дифференцирующим звеном 1-го порядка (см. лаб. раб. № 1).

Методика определения эквивалентной последовательной коррекции аналогична изложенному в п. 3.1.3, но при параллельной коррекции, кроме обеспечения необходимого запаса устойчивости основного замкнутого контура, следует обеспечить устойчивость местного контура (звенья 1, 2, 5). Рассматривая наиболее эффективные зоны коррекции исходя из требований максимального быстродействия (максимальной) при минимальной колебательности () САУ, можно рекомендовать выбиратьпримерно равной максимальной постоянной времени неизменяемой части системы, с последующей проверкой смежных значений, набираемых на лабораторном стенде. На рис. 12 в приведён пример параллельной коррекции САУ при параметрах неизменяемой частии параметров корректирующего устройства– сплошная линия) и– штриховая линия).

Рис.11 Преобразованные структурные схемы (а) и (б) и ЛАЧХ при параллельной коррекции (в)

Рис. 11. Преобразованные структурные схемы (а) и (б) и ЛАЧХ при параллельной коррекции (в)

Построены ЛАЧХ эквивалентной последовательной коррекции ЛАЧХ САУ в разомкнутом состоянии– некорректированной,– скорректированной при коррекциисоответственно.

При определении значений ФЧХ методом среднего наклона в частотах среза (см. пп. 3.1.3), получаются следующие значения

–некорректированная замкнутая САУ неустойчива;

, – местный замкнутый контур устойчив;

–замкнутая САУ с коррекцией устойчива с достаточным запасом устойчивости;

–замкнутая САУ с коррекцией

устойчива, причём запас устойчивости велик и следует проверить коррекцию с меньшим значением .

Построены ЛАЧХ замкнутой САУ из условий статики и определениями поправочных координат в частоте среза САУ (см. лаб. раб. № 2).