Порядок выполнения работы

При составлении схемы набора разомкнутой системы следует иметь в виду, что замкнутая система с нечетным числом усилителей в контуре обладает отрицательной обратной связью. Четному числу усилителей соответствует положительная обратная связь. Для получения аналитических зависимостей ипредпочтительнее пользоваться критерием Михайлова. При построении графиков расчетных зависимостей следует выбирать масштабы с учетом следующих ограничений, наложенных на изменяемые параметры:

;

;

.

При выполнении работы в указанных пределах нужно выбрать значение Т для экспериментальной проверки расчетных зависимостей. Собрав схему набора и установив нули усилителей, на вход разомкнутой системы подать синусоидальное напряжение. При этом входной сигнал одновременно подается на первый луч осциллографа, а на второй луч подается сигнал с выхода системы. Установить критические значения частоты колебаний и коэффициента усиления разомкнутой системы, при правильно выполненном расчете и правильно набранной схеме выходной и входной сигнал должны совпасть по фазе и амплитуде.

Замкнуть систему. Замыкание системы производится путем переключения провода с гнезда «sin» на выход системы. В системе при этом должны возбудиться незатухающие, близкие к гармоническим, колебания, которые наблюдаются на экране осциллографа. Частота генерации может быть измерена с помощью частотомера и она не должна значительно отличаться от расчетной величины . В случае отсутствия колебаний необходимо произвести корректировку коэффициента передачи системы.

После этого осуществляют контрольный отсчет частоты и измерение величины. При этом для определения коэффициента усиления усилителя с переменным сопротивлениемнужно подать на его вход сигнал с генератора и измерить отношения амплитуды на выходе и входе (вообще говоря, на любой удобной для измерения частоте). Значительные расхождения расчетных и экспериментальных значений критических параметров свидетельствуют о допущенной ошибке либо в расчете, либо в наборе системы. Отсутствие выходного сигнала разомкнутой системы на всех частотах указывает на наличие неисправностей в наборе, для устранения которых используется покаскадная проверка наличия сигнала, соответствующих фазовых и амплитудных изменений, начиная с входа системы. Нелинейные искажения гармонической формы колебаний недопустимы.

Изменив варьируемую постоянную времени Т, аналогично проводят измерения новых значений ии по полученным данным строятся экспериментальные зависимостииот варьируемого параметра Т.

Содержание отчета

В отчете должны быть приведены:

• схема набора системы, соответствующая заданной передаточной функции W(s);

• аналитические выражения для определения критических параметров частоты ив функции варьируемого параметра Т;

• таблица расчетных данных и расчетные графики функций и;

• таблица экспериментальных данных и экспериментальные зависимостии;

• выводы по работе, в которых должны быть указаны возможные причины несовпадения расчетных и экспериментальных данных.

Контрольные вопросы

1. Что такое область устойчивости?

2. Что такое граница устойчивости?

3. Какие параметры САУ называют критическими?

4. Как определяются критические параметры САУ с помощью критерия устойчивости Гурвица?

5. Как определяются границы устойчивости с помощью критерия устойчивости Михайлова?

6. Как определяются критические параметры САУ с помощью критерия устойчивости Найквиста?

Лабораторная работа №5

Стабилизация структурно-неустойчивых систем автоматического регулирования

Цель работы: теоретическое и экспериментальное определение условий устойчивости систем, неустойчивых в разомкнутом состоянии, приобретение практических навыков их настройки, стабилизации, измерения критических параметров.

Программа работы

1. При подготовке к работе по заданной схеме набора системы составить передаточную функцию ее в разомкнутом состоянии, выяснить число правых полюсов, построить примерный вид АФЧХ исходной системы и АФЧХ ее устойчивого минимально-фазового аналога, вычислить зависимости критических параметров иот варьируемой постоянной времени T.

Варианты заданий приведены в таблице 5.

2. Собрать заданную схему набора разомкнутой неустойчивой системы. Разомкнуть внутренние контуры положительной обратной связи (перейти к устойчивому аналогу).

3. Для фиксированного значения варьируемой постоянной Т с помощью устойчивого аналога определить критическую частоту и.

4. Замкнув заданную систему, убедиться в ее устойчивости.

5. Повторить пп. 3, 4 для новых значений варьируемой постоянной.

6. Составить отчет.