Obrazec LR1 ZSU

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра АУТПТЭК

ОТЧЕТ

по лабораторной работе 1

Исследование дискретной системы управления

По курсу «Цифровые системы управления»

Выполнил: ст.гр. АКТ-XX-X Иванов А.Б.

Принял: асс.каф. Литвинов А.И.

Алчевск, 2010

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

2

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной работы является знакомство с работой дискретных систем, определение показателей качества.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Задания к лабораторной работе

Используя пакет Simulink системы MATLAB исследовать работу импульсных элементов - экстраполятора нулевого и первого порядков. В качестве тестового

входного сигнала принять синусоидальный сигнал единичной амплитуды частотой ω0 = 1рад/c .Получить графики входного, выходного сигналов и сигнала ошибки квантования при различных периодах дискретизации.

Осуществить моделирование непрерывной системы управления и определить показатели качества переходного процесса при единичном скачкообразном задающем воздействии. Учесть, что время интегрирования должно быть больше времени достижения первого максимума после начала переходного процесса, т.е. больше 4.6Tμ и меньше 10Tμ.. Параметры объекта управления К0=5, Т1=0,5с,

Т2=0,05с.

Осуществить моделирование импульсной системы управления с экстраполятором нулевого порядка, установленным на выходе регулятора, и определить показатели качества переходного процесса при периодах квантования Tk = 0.1/ωc, Tk = 0.25/ωc, Tk = 0.5/ωc, Tk = 1/ωc. Параметры объекта управления такие же, как и в предыдущем задании.

Осуществить моделирование импульсной системы управления с экстраполятором первого порядка, установленным на выходе регулятора, и

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

3

определить показатели качества переходного процесса. Параметры объекта управления и периоды квантования такие же, как и в предыдущем задании.

1.2 Подготовка к выполнению лабораторной работы

1.2.1Исследование работы импульсных элементов - экстраполятора нулевого

ипервого порядка

Структурные схемы для исследования работы экстраполяторов нулевого и первого порядка с учетом ошибки квантования представлены на рисунках 1.1 и 1.2 соответственно.

Рисунок 1.1 – Структурная схема для исследования работы экстраполятора

нулевого порядка

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

4

Рисунок 1.2 – Структурная схема для исследования работы экстраполятора

первого порядка с учетом ошибки квантования

Периоды квантования, при которых должна быть исследована работа экстраполяторов, имеют следующие значения:

Tk =1/ω0=1/1=1с,

Tk=0.5/ω0=0.5/1=0.5с,

Tk=0.1/ω0=0.1/1=0.1с,

Tk=0.01/ω0=0.01/1=0.01с.

1.2.2 Исследование непрерывной системы управления

Структурная схема непрерывной системы управления представлена на рисунке 1.3.

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

5

Рисунок 1.3 – Структурная схема непрерывной системы управления

Система управления состоит из объекта второго порядка и пропорционально- интегрального регулятора.

Передаточная функция объекта управления

Woy ( p) = (0.5p +1) ×5(0.05 p +1) ;

Передаточная функция пропорционально-интегрального регулятора

Wрег( р ) = kп + kи р.

Коэффициенты пропорциональной kп и интегральной kи частей регулятора

рассчитываются по формулам

	kп =	Т1	,
		2Тμ k0

kи = 2Т1k ,

μ 0

где Тμ = T2 .

	kп	=		0.5	= 1	,
			2	×0.05×5

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

6

	kи	=		1	= 2.
			2	× 0.05 ×5

1.2.3 Исследование импульсной системы управления с экстраполятором

нулевого порядка

Структурная схема импульсной системы управления с экстраполятором нулевого порядка представлена на рисунке 2.4.

Рисунок 1.4 – Структурная схема дискретной системы управления с

экстраполятором нулевого порядка

Частота среза замкнутой системы определяется выражением

ωс = 1	= 1	0.05	= 20 рад / с.
	Tμ

Исследование системы управления производится при следующих периодах дискретизации

Tk = 0.1/ωc=0.1/20=0.005c,

Tk = 0.25/ωc=0.25/20=0.0125c,

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

7

Tk = 0.5/ωc=0.5/20=0.025c,

Tk = 1/ωc=1/20=0.05c.

1.2.4 Исследование импульсной системы управления с экстраполятором

первого порядка

Структурная схема импульсной системы управления с экстраполятором первого порядка представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 1.5 – Структурная схема дискретной системы управления с

экстраполятором первого порядка

Частота среза замкнутой системы определяется выражением

ωс = 1	= 1	0.05	= 20 рад / с.
	Tμ

Исследование системы управления производится при следующих периодах дискретизации

Tk = 0.1/ωc=0.1/20=0.005c,

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

8

Tk = 0.25/ωc=0.25/20=0.0125c,

Tk = 0.5/ωc=0.5/20=0.025c,

Tk = 1/ωc=1/20=0.05c.

2ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1Исследование работы экстраполятора нулевого порядка

В результате исследования работы экстраполятора нулевого порядка получены графики, приведенные на рисунках 2.1...2.9.

Рисунок 2.1 – График входного тестового сигнала

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

9

Рисунок 2.2 – График выходного сигнала экстраполятора нулевого порядка с
		при периоде дискретизации 1c
U,B
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.80	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	t,c

Рисунок 2.3 – График сигнала ошибки квантования экстраполятора нулевого порядка при периоде дискретизации 1c

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com

10

Рисунок 2.4 – График выходного сигнала системы экстраполятора нулевого
		порядка при периоде дискретизации 0,5c
U,B
0.4
0.3
0.2
0.1
0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.40	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	t,c

Рисунок 2.5 – График сигнала ошибки квантования экстраполятора нулевого порядка при периоде дискретизации 0,5c

PDF создан испытательной версией pdfFactory Pro www.pdffactory.com