Вопросы для самопроверки

1. По структурной схеме НСАУ пояснить процесс появления автоколебаний.

2. Какова причина того, что в НСАУ с двухзвенным фильтром амплитуда автоколебаний выше, чем в системе с однозвенным фильтром?

3. Как меняется ипри изменении параметровa и в нелинейного звена?

Литература

[2, c.138–154, 232–235];

[3, c.290–302, 311–317];

[4, c.251–258].

Рис. 12. Структурная схема и параметры НСАУ

к лабораторной работе № 5

Рис. 13. Определение параметров автоколебаний

в НСАУ с двухзвенным фильтром

4.2. Лабораторная работа № 6. Система с импульсным элементом

4.2.1. Цель работы

Изучить влияние импульсного элемента на динамику замкнутой системы регулирования. Убедиться в существовании придельной частоты среза непрерывной части системы, зависящей от периода следования импульсов, выше которой замкнутая система при наличии импульсного элемента становится неустойчивой или колебательной.

Рис. 14. Структурная схема к лабораторной работе № 6

4.2.2. Задание к работе

Таблица 5

Вариант	
1-1 1-2 1-3	0.1 0.1 0.1	  10	2 2 2	1 1 1	1 1 1	1 0 1	0.052 0.052 0.052	0.1 0.1 0.1	0.176 0.176 0.176	0.91 0.91 0.91
2-1 2-2 2-3	0.1 0.1 0.1	  10	3 3 3	1 1 1	1 1 1	1 0 1	0.052 0.052 0.052	0.1 0.1 0.1	0.088 0.088 0.088	1.91 1.91 1.91
3-1 3-2 3-3	0.2 0.2 0.2	  10	4 4 4	1 1 1	1 1 1	1 0 1	0.052 0.052 0.052	0.2 0.2 0.2	0.088 0.088 0.088	1.91 1.91 1.91
4-1 4-2 4-3	0.1 0.1 0.1	  10	3 3 3	1 1 1	1 1 1	1 0 1	0.052 0.052 0.052	0.1 0.1 0.1	0.088 0.088 0.088	0.91 0.91 0.91

Программа самостоятельной работы

1. Построить аппроксимированные ЛАЧХ разомкнутой САУ с параметрами, приведёнными на рис. 12. Определить частоту среза системы. При построении импульсный элемент учитывать безынерционным звеном с коэффициентом передачи, равным.

2. Из числа набираемых на наборном поле значений подобрать ближайшее меньшее значение, при котором.

3. Построить ЛАЧХ и переходную функцию замкнутой САУ.

Программа работы в лаборатории

1. Собрать исследуемую систему на наборном поле.

2. На экране компьютера просмотреть и зарисовать переходные процессы на выходе САУ при подаче ступенчатого входного воздействия для различных значений. Определить предельную величину, при которой замкнутая импульсная система становится неустойчивой или колебательной. Сопоставить экспериментальные данные с расчётом.

3. Объяснить полученные результаты.

4.2.3. Методические указания к лабораторной работе № 6

Исследуемая импульсная САУ состоит из импульсного элемента – звена 4 и аналоговых элементов. Звенья 1, 3 – апериодические; звено 2 – апериодическое с постоянной времени приk₁   или интегрирующее с постоянной времени приk₁ =  , звено 5 – безынерционное с коэффициентом связи 1 при или пропорционально – интегрирующее с постоянной времениТ₄ прии. Импульсный элемент выдаёт импульсы через период, равный. Продолжительность импульса в долях периода(скважность импульса) равна. Высота импульса равна ординате сигнала на входе элемента 4.

В соответствии с теоремой Котельникова, замкнутую импульсную систему можно рассматривать как линейную непрерывную систему с учётом импульсного элемента в виде безынерционного звена с передаточным коэффициентом  при условии, что частота среза не превышает предельного значения.

При наличие в системе импульсного элемента практически не отражается на переходных процессах в замкнутой системе, если не принимать во внимание наложенные на кривую переходного процесса пульсации периода следования импульсов. При этом амплитуда пульсации тем меньше, чем меньше значение.

При наличие импульсного элемента может привести к неустойчивости замкнутой системы.

Аппроксимированную ЛАЧХ САУ в разомкнутом состоянии рекомендуется строить ускоренно в следующем порядке:

• определить наклон ЛАЧХ в области низких частот, определяемый наличием или отсутствием идеальных дифференцирующих и интегрирующих звеньев. В варианте 1 присутствует одно интегрирующее звено 1/T₂p c эквивалентным коэффициентом усиления , в варианте 2 – два интегрирующих звена 1/T₂p и и, в варианте 3 – интегрирующее и дифференцирующее звенья отсутствуют и. Таким образом, в области низких частот ЛАЧХ отсекает на оси ординат отрезок, равный, и идёт в вариантах 1, 2, 3 с наклоном, соответственно –1, –2, 0 лог/дек;

• найти частоты сопряжения сомножителей видаиT_ip+1;

• последовательно по мере возрастания изменять наклонна –1 лог/дек для сомножителей видаи на + 1 лог/дек для сомножителей видаT_ip+1;

• абсцисса, в которой , определяет частотусреза САУ. ЛАЧХ замкнутой САУ может быть найдена упрощённо по аппроксимированнойс учётом поправок при.