Программа работы
При подготовке к работе построить фазовый портрет заданной нелинейной системы с нелинейностью типа «реле» при отсутствии обратной связи по скорости изменения выходной величины и при наличии обратной связи по скорости.
Получить фазовые траектории нелинейной системы без обратной связи по скорости и с ней.
Величину обратной связи по скорости подобрать такой, чтобы получить:
а) колебательный затухающий процесс без автоколебаний;
б) скользящий режим.
Составить отчет.
Порядок выполнения работы
При подготовке к работе по заданной схеме набора системы составить структурную динамическую схему системы и найти передаточную функцию линейной части системы, рассчитать и построить фазовые траектории для системы с нелинейностью типа «идеальное реле» (
)
для системы с нелинейностью типа «реле
с гистерезисом» (
).
Во втором случае фазовый портрет
строится для системы без обратной связи
по скорости и с обратной связью по
скорости. Варианты заданий приведены
в таблице 11.Получить фазовые траектории нелинейной системы с нелинейностью типа «реле» без обратной связи по скорости и с обратной связью по скорости.
Методика проведения эксперимента аналогична приведенной в предыдущей работе.
Путем подбора коэффициента обратной связи по скорости получить колебательный затухающий процесс без автоколебаний и скользящий режим.
Для наблюдения фазового портрета на экране осциллографа на вход «Х» подают выходной сигнал системы Y1, а на вход «Y» производную этого сигнала Y2.
Таблица 11
|
№ вар |
1, В |
2, В |
R1,кОм |
R2, кОм |
С1, мкФ |
С2, мкФ |
|
1 |
0 |
4 |
10 |
10 |
5 |
1 |
|
2 |
0 |
2 |
10 |
10 |
1 |
1 |
|
3 |
0 |
4 |
10 |
10 |
0,5 |
1,0 |
|
4 |
0 |
4 |
10 |
10 |
0,25 |
1,0 |
|
5 |
0 |
2 |
10 |
10 |
1,0 |
5 |
|
6 |
0 |
4 |
10 |
10 |
1,0 |
0,5 |
|
7 |
0 |
4 |
10 |
10 |
1,0 |
0,1 |
|
8 |
0 |
2 |
10 |
3 |
1,0 |
5,0 |
|
9 |
0 |
2 |
10 |
30 |
1,0 |
1,0 |
|
10 |
0 |
2 |
10 |
30 |
1,0 |
0,25 |
|
11 |
0 |
4 |
10 |
30 |
1,0 |
0,05 |
|
12 |
0 |
2 |
10 |
30 |
5,0 |
1,0 |
|
13 |
0 |
2 |
10 |
30 |
0,5 |
1,0 |
|
14 |
0 |
4 |
10 |
3 |
0,1 |
1,0 |
|
15 |
0 |
4 |
30 |
10 |
1,0 |
5,0 |
|
16 |
0 |
4 |
30 |
10 |
1,0 |
0,5 |
|
17 |
0 |
2 |
30 |
10 |
1,0 |
1,0 |
|
18 |
0 |
4 |
30 |
10 |
0,25 |
1,0 |
|
19 |
0 |
2 |
30 |
10 |
0,1 |
1,0 |
|
20 |
0 |
2 |
30 |
10 |
0,1 |
0,1 |
Примечание.
Ширина петли гистерезиса устанавливается
подбором номиналов сопротивлений
и
в релейном элементе, при этом коэффициент
усиления усилителя
должен быть меньше 1.
Содержание отчета
В отчете должны быть приведены:
схема набора нелинейной системы;
структурная динамическая схема системы и передаточная функция ее линейной части;
расчет фазовых траекторий;
вид расчетных и экспериментально полученных фазовых траекторий.
Контрольные вопросы
Какие существуют методы построения фазовых портретов нелинейных САУ?
В чем заключается метод изоклин?
В чем заключается метод «сшивания»?
Что такое скользящий режим?
Лабораторная работа №10
Исследование автоколебаний в нелинейных САУ
Цель работы: теоретическое и экспериментальное определение параметров автоколебаний в нелинейных САУ.
Программа работы
При подготовке к работе по заданной схеме набора системы составить структурную динамическую схему. Пользуясь методом гармонической линеаризации составить уравнения гармонического баланса и по ним определить зависимости частоты и амплитуды автоколебаний от коэффициента передачи линейной части и от постоянной времени второго звена (при фиксированном коэффициенте передачи).
Варианты заданий приведены в таблице 12.
Таблица 12
|
№ п/п |
Звено 1 |
Звено 2 |
Звено 3 | |||
|
R, кОм |
С, мкФ |
R, кОм |
С, мкФ |
R, кОм |
С, мкФ | |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0,1 |
|
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
5 |
0,1 |
|
3 |
2 |
0,5 |
3 |
0,5 |
5 |
0,25 |
|
4 |
5 |
0,5 |
2 |
0,25 |
5 |
1 |
|
5 |
2 |
1 |
2 |
1 |
3 |
0,5 |
|
6 |
2 |
0,5 |
2 |
0,5 |
1 |
0,25 |
|
7 |
1 |
0,1 |
1 |
0,1 |
3 |
0,5 |
|
8 |
1 |
0,25 |
1 |
0,25 |
2 |
0,25 |
|
9 |
1 |
0,5 |
1 |
0,5 |
3 |
0,25 |
|
10 |
3 |
0,5 |
3 |
0,5 |
1 |
1 |
|
11 |
2 |
0,25 |
1 |
0,25 |
1 |
5 |
|
12 |
1 |
5 |
1 |
5 |
2 |
0,5 |
|
13 |
3 |
1 |
3 |
1 |
2 |
0,5 |
|
14 |
5 |
0,5 |
5 |
0,5 |
3 |
0,25 |
Снять осциллограммы напряжений на выходе инерционных звеньев, подтверждающих гипотезу фильтра, на которой основывается метод гармонической линеаризации.
Экспериментальным путем получить зависимости частоты и амплитуды автоколебаний от коэффициента передачи линейной части и от постоянной времени второго инерционного звена
Составить отчет.