Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра автоматизированных систем

Отчет по лабораторным работам

№1

Исследование разомкнутой линейной системы

№2

Проектирование регулятора для линейной системы

№3

Моделирование систем управления в пакете Simulink

Выполнил: студент группы ИСМ-09

Шушунова Л.С.

Проверил:

Грачев Виталий Викторович

Вариант 11

Дата_______________________

Оценка_____________________

Подпись____________________

Новокузнецк, 2011г Лабораторная работа №1 Тема: Исследование разомкнутой линейной системы

Вариант11

1.Описание системы

Исследуется система, описываемая математической моделью в виде передаточной функции

F(s)= 2 s^2 + 0.6 s - 0.36

---------------------------------

s^3 + 1.2 s^2 + 0.7406 s + 0.2734

2. Результаты исследования

-адрес файла tf.m:

C:\Program Files\MATLAB\R2009b\toolbox\control\control\@tf\tf.m % tf constructor

-нули передаточной функции

z =

-0.6000

0.3000

-полюса передаточной функции

p =

-0.7000

-0.2500 + 0.5728i

-0.2500 - 0.5728i

-коэффициент усиления звена в установившемся режиме

k =

-1.3168

-полоса пропускаемой системы

b = 2.2532

-модель системы в пространстве состояний

a =

x1 x2 x3

x1 -1.2 -0.7406 -0.5468

x2 1 0 0

x3 0 0.5 0

b =

u1

x1 2

x2 0

x3 0

c =

x1 x2 x3

y1 1 0.3 -0.36

d =

u1

y1 0

-статический коэффициент усиления после изменения матрицы D

k1 = -1.3168

Связь между к и к1 объясняется тем что…….

-модель в форме «нули-полюса»

2 (s+0.6) (s-0.3)

-----------------------------

(s+0.7) (s^2 + 0.5s + 0.3906)

-коэффициенты демпфирования и частоты среза

wc =

0.6250

0.6250

0.7000;

ksi =

0.4000

0.4000

1.0000;

p =

-0.2500 + 0.5728i

-0.2500 - 0.5728i

-0.7000 .

-импульсные характеристики получились одинаковые потому что……..

-переходные процессы исходной и модифицированной системы

-амплитудная частотная характеристика

-для того ,чтобы найти статический коэффициент усиления по АХЧ, надо………..

- для того ,чтобы найти полосу пропускания по АХЧ,надо….

-реакция на сигнал, состоящий из прямоугольный импульсов

Лабораторная работа №2 Тема: Проектирование регулятора для линейной системы

Вариант 11

1. Описание системы

Движение судна описывается линейной математической моделью в виде передаточной функции

,где к=0,08рад/сек, Ts=18,0сек,

Привод моделируется как интегрирующее звено

Tr=1сек,

Охваченное единичной отрицательной обратной связью. Модель измерительного устройства представляет собой апериодическое звено с передаточной функцией

Tос=5сек

2. Исследование разомкнутой системы

-Передаточная функция рулевого устройства

-Передаточная функция последовательного соединения объекта с приводом

-ЛАФЧХ разомкнутой системы

3. Исследование системы с пропорциональным регулятором

-Переходная функция замкнутой системы

-Для обеспечения перерегулирования не более 10% требуется уменьшить коэффициент регулятора до значения C(s)= 0.33826

4. Исследование системы с пропорционально-дифференциальным(ПД-)

4.1 Регулятор ,обеспечивающий перерегулирование 10%

-Для обеспечения перерегулирования 10% требуется выбрать Кс=1.0578

-Переходная функция скорректированной замкнутой системы

Дополнительный коэффициент усиления равен 1.0578

Время=25.9

Запасы устойчивости из графика = 16,6дБ, 60,2гр

4.2 Регулятор, обеспечивающий кратчайший переходный процесс

-Для обеспечения минимального времени переходного процесса требуется выбрать К=0,704Переходная функция скорректированной системы

-Передаточная функция замкнутой системы

0.089327 s (s+0.05263) (s+0.05556) (s+0.2) (s+1)^2

--------------------------------------------------------------

s (s+1)^2 (s+0.05556) (s+0.05082) (s^2 + 0.1601s + 0.01737)

-Полюса передаточной функции

ans =

-1.0223 + 0.1425i

-1.0223 - 0.1425i

-0.0801 + 0.1047i

-0.0801 - 0.1047i

-0.0508

-Передаточная функция замкнутой системы от входа к сигналу управления

20.0986 s (s+0.05263) (s+0.05556) (s+0.2) (s+1)

------------------------------------------------------------

(s+0.05082) (s^2 + 0.1601s + 0.01737) (s^2 + 2.045s + 1.065)

-Изменение сигнала управления при единичном ступенчатом входном сигнале