- •«Исследование устойчивости линейных систем автоматического регулирования»
- •Содержание
- •1. Функциональная схема системы управления и описание принципа ее работы.
- •2. Структурная схема системы управления, определение передаточной функции исходной замкнутой системы.
- •3. Оценка устойчивости сау.
- •3.1. Критерий устойчивости Гурвица.
- •3.2. Частотные критерии устойчивости.
- •3.2.1. Критерий устойчивости Михайлова.
- •3.2.2. Критерий устойчивости Найквиста.
- •4. Расчет и построение асимптотических частотных характеристик и обоснование неустойчивости системы.
- •5. Коррекция (структурная) системы управления по требуемым показателям качества, определение передаточной функции корректирующей системы.
- •6. Определение передаточной функции скорректированной системы управления.
- •7. Оценка запасов устойчивости скорректированной системы управления по лачх и лфчх.
- •8. Оценка устойчивости скорректированной системы управления.
- •9. Расчет коэффициентов ошибок скорректированной системы управления и построение статической ошибки.
- •10. Расчет и построение весовой и переходной характеристик скорректированной сау и оценка прямых показателей качества системы.
- •11. Выводы о качестве регулирования в скорректированной системе управления.
- •Список литературы
8. Оценка устойчивости скорректированной системы управления.
Алгебраический критерий устойчивости. Критерий Гурвица.
Система является устойчивой, т.к. все определители положительны, а так же положительны все коэффициенты ai.
Частотный критерий устойчивости Михайлова.
Система устойчива, т.к. годограф Михайлова начинается на вещественной положительной полуоси, нигде не обращаясь в ноль, и не пересекается сам с собой, последовательность обхода квадрантов координатной плоскости против часовой стрелки не нарушена.
Частотный критерий устойчивости Найквиста.
Разомкнутая система на границе устойчивости и не имеет правых корней.
Замкнутая система является устойчивой, т.к. разомкнутая система на границе устойчивости, характеристическое уравнение не имеет правых корней, и годограф Найквиста не охватывает точку (-1;j0).
9. Расчет коэффициентов ошибок скорректированной системы управления и построение статической ошибки.
На вход системы подается воздействие:
Нахождение коэффициентов ошибок:
Коэффициент статической ошибки: С0 = 0
Коэффициент ошибки по скорости: С1 = 0,874
Коэффициент ошибки по ускорению: С2 = - 0,609
Вынужденная составляющая ошибки системы:
Статическая ошибка:
Статическая ошибка ε = 0 % - соответствует требуемым показателям качества.
10. Расчет и построение весовой и переходной характеристик скорректированной сау и оценка прямых показателей качества системы.
- время регулирования
- время достижения максимума
- время нарастания
- максимальное значение переходной функции
- минимальное значение переходной функции
Весовая функция имеет вид:
11. Выводы о качестве регулирования в скорректированной системе управления.
Колебательность=1.02
Быстродействие =
Показатели качества |
Заданные |
Полученные |
tp |
6 |
3.34 |
σ |
10-20 |
5 |
Δφ |
30-40 |
60 |
ΔL=h |
15-20 |
19 |
ε |
0 |
0 |
Вывод: исследовав заданную САУ на устойчивость, определено, что система является неустойчивой. После корректировки САУ, оценка устойчивости показала, что полученная САУ устойчива, а основные показатели качества максимально приближены к заданным.
Список литературы
М.В. Ефимов, О.А. Винокурова, Ю.В. Щербина, А.Е. Иванова Теория автоматического управления. Линейные системы управления. Методические указания по курсовому проектированию. М.: МГУП, 2004;
М.В. Ефимов Теория автоматического управления. Учебное пособие. М.: МГУП, 2006;
М.В. Ефимов Теория автоматического управления. Тесты, 1200 заданий. М.: МГУП, 2005;
Ю.И. Топчеев Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: Учебное пособие – М.: Машиностроение, 1989.