3. Задание на самостоятельную работу
3.1. Дана нестационарная и нелинейная система, структурная схема которой представленная на рисунке 20.
г
деx, y– вход и выход системы;Wi
(s)–
операторные выражения передаточных
функций системы;Δ – ошибка
регулирования;N
– нелинейное звено.
Исходные параметры системы для различных вариантов заданы в таблицах 2 и 3.
3.2. “Набрать ” модель с использованием пакета SIMULINK.
Таблица 2. Характеристики объекта управления
|
t, c |
0 |
2 |
5 |
8 |
10 |
14 |
20 |
|
KОУ, м/с |
10 |
60 |
80 |
50 |
40 |
20 |
14 |
|
fОУ,Гц |
1.0 |
4.2 |
5.0 |
4.0 |
2.7 |
2.3 |
1.8 |
Характеристики динамических звеньев определяются следующими выражениями:
Корректирующее звено:
,
(28)
где 
,(29)
а fОУ (t) – из таблицы 2, T2 и T3 - из таблицы 3.
Переменное усилительное звено:
,
(30)
где KОУ(t), fОУ (t) – известные зависимости из таблицы 2.
“Нестационарный” объект управления:
,
(31)
где 
(32)
а KОУ(t) – из таблицы 2,ОУ – из таблицы 3.
Кинематическое звено
.
(33)
Нелинейное звено N – одним из двух видов
- первый, определяемый зависимостью
,
(34)
где
- нелинейность типа насыщение с порогами
ограничения на уровне±1;
kн – коэффициент передачи до ограничения сигнала,kн = 0.20;
- второй, определяемый зависимостью
,
(35)
где
- нелинейность типа ”насыщение” с
порогами ограничения на уровне±8,
ограничивающий входной сигнал Uвх.
Рекомендация:
При формировании нелинейности второго
типа воспользуйтесь блоком Trigonometric
Function
из раздела
блоков Math
Operations.
3.3. Провести исследование системы при задании на вход:
скачкообразного и
гармонического сигнала x=Aвх sin (2π fвх t)придвухзначениях частоты:fвх=0.5 Гц и fвх=1 Гц с заданной амплитудойAвх.
При этом провести анализ качества процессов на выходе системы:
- перерегулирование;
- время переходного процесса;
- построить фазовые траектории.
3.4 Результаты представить в виде графиков.
4. Отчетность
4.1. Результаты исследований сохранять в личной папке в соответствующем M-файле.
4.2. По работе оформить отчет в виде Пояснительной запискив текстовом процессореMSWord:
- на электронном носителе;
- на бумажном носителе.
Таблица 3. Варианты исходных параметров системы
|
№ варианта |
Входной сигнал Aвх |
Фильтр Wкф(s) |
Kус(t)
|
N, в соответствии с выражением |
Объект управления WОУ(s) | ||||
|
T1,с, |
T2, с |
T3, с |
KОУ(t) |
TОУ, с, |
ξОУ | ||||
|
1 |
0.30 |
в соответствии с выражением (29) и таблицей 2 |
0.04 |
0.005 |
в соответствии с выражением (30) и таблицей 2 |
(34) |
В соответствии с таблицей (2) |
в соответствии с выражением (32) и таблицей 2 |
0.4 |
|
2 |
0.45 |
0.05 |
0.005 |
(35) |
0.3 | ||||
|
3 |
0.55 |
0.06 |
0.005 |
(34) |
0.2 | ||||
|
4 |
0.30 |
0.07 |
0.005 |
(35) |
0.6 | ||||
|
5 |
0.45 |
0.08 |
0.005 |
(34) |
0.6 | ||||
|
6 |
0.55 |
0.09 |
0.005 |
(35) |
0.5 | ||||
|
7 |
0.65 |
0.10 |
0.005 |
(34) |
0.4 | ||||
|
8 |
0.75 |
0.04 |
0.005 |
(35) |
0.3 | ||||
|
9 |
0.85 |
0.05 |
0.004 |
(34) |
0.2 | ||||
|
10 |
0.90 |
0.06 |
0.003 |
(35) |
0.1 | ||||
|
11 |
1.00 |
0.07 |
0.004 |
(34) |
0.4 | ||||
|
12 |
1.20 |
0.08 |
0.007 |
(35) |
0.3 | ||||
|
13 |
0.30 |
0.09 |
0.009 |
(34) |
0.2 | ||||
|
14 |
0.45 |
0.10 |
0.010 |
(35) |
0.6 | ||||
|
15 |
0.55 |
0.04 |
0.004 |
(34) |
0.6 | ||||
|
16 |
0.30 |
0.05 |
0.003 |
(35) |
0.5 | ||||
|
17 |
0.45 |
0.06 |
0.004 |
(34) |
0.4 | ||||
|
18 |
0.55 |
0.07 |
0.007 |
(35) |
0.3 | ||||
|
19 |
0.65 |
0.08 |
0.009 |
(34) |
0.2 | ||||
|
20 |
0.75 |
0.09 |
0.010 |
(35) |
0.1 | ||||
|
21 |
0.85 |
0.10 |
0.004 |
(34) |
0.3 | ||||
|
22 |
0.90 |
0.04 |
0.003 |
(35) |
0.2 | ||||
|
23 |
1.00 |
0.05 |
0.004 |
(34) |
0.1 | ||||
|
24 |
1.20 |
0.06 |
0.007 |
(35) |
0.2 | ||||
|
25 |
1.00 |
0.07 |
0.005 |
(34) |
0.1 | ||||