- •Исследование линейных систем в среде matlab/simulink
- •Утверждено
- •Предисловие
- •Лабораторная работа №1 исследование динамических свойств типовых звеньев сау во временной и частотной областях
- •Основные сведения
- •1.2. Программа работы
- •1.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Влияние параметров на качество автоматических систем
- •2.1. Основные сведения
- •2.2. Программа работы
- •2.2.1. Исследование влияния контурного коэффициента усиления системы на ее динамические свойства
- •2.2.2. Исследование влияния относительной инерционности звеньев системы на ее устойчивость
- •2.2.3. Изучение стандартных полиномов и диаграммы Вышнеградского
- •2.3. Содержание отчета
- •2.4. Контрольные вопросы
- •Методы коррекции систем автоматического управления
- •3.1. Основные сведения
- •3.2. Программа работы
- •3.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Расчет и анализ систем подчиненного регулирования
- •4.1. Основные сведения
- •4.2. Программа работы
- •4.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Синтез и исследование системы с модальным управлением
- •Основные сведения
- •5.2. Программа работы
- •5.3. Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Приложение Правила работы с системой Matlab 6.X/Simulink
- •1. Начало работы.
- •2. Работа в среде визуального моделирования Simulink.
- •Тираж 150 экз. Заказ 0.
- •197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5
2.2. Программа работы
Работа рассчитана на два занятия: программа первого включает задания 2.2.1 и 2.2.2, второго – 2.2.3.
2.2.1. Исследование влияния контурного коэффициента усиления системы на ее динамические свойства
1. Задать структурную схему системы третьего порядка, составленную из последовательно соединенных звеньев с ПФ и, охваченных единичной отрицательной обратной связью. Назначитьв соответствии с нижеприведенными вариантами и задать:
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1.0 |
0.1 |
2.0 |
0.2 |
2.5 |
0.25 |
0.8 |
0.5 |
0.4 |
4.0 |
2. Для значений , равныхи, определить и занести в таблицу значениякорней ХП,и. Описать изменение характера переходного процесса с увеличением.
3. Увеличить до значения. Ответить на вопросы: каким стал переходный процесс? какие изменения произошли с корнями ХП?
4. Разомкнуть обратную связь. Для значений , указанных в пп. 2 и 3, определить и занести в таблицуи (только для первых трех значений), а также исследовать с позиций критерия Найквиста изменения, происходящие в АФХ и ЛЧХ с ростом.
2.2.2. Исследование влияния относительной инерционности звеньев системы на ее устойчивость
5. В предыдущей схеме, но с замкнутой обратной связью и со значением , назначенном в п. 3, уменьшитьв 4 раза. Описать изменения, произошедшие в характере переходного процесса и в расположении корней ХП.
6. Задать структурную схему системы, состоящей из трех последовательно соединенных апериодических звеньев с постоянными времени и, охваченных единичной отрицательной обратной связью. Одно из звеньев имеет коэффициент передачи, остальные – единичный.
7. Назначить , где– произвольная константа. Подобрать такое значениеконтурного коэффициента, при котором система выйдет на колебательную границу устойчивости, т. е. ПХ примет вид незатухающих колебаний. Определить частоту, Гц, этих колебаний.
8. Назначить . Снова определитьи, сравнить их с предыдущими значениями.
9. Оставив , задать новое соотношение постоянных времени:. Охарактеризовать изменения, произошедшие в свойствах системы. Увеличениемопределить новое значение.
10. По результатам исследований в пп. 5–9 ответить на вопрос: какие факторы – абсолютные значения постоянных времени или их соотношения – влияют на устойчивость, характер переходных процессов в системе и на ее критический коэффициент усиления ?
2.2.3. Изучение стандартных полиномов и диаграммы Вышнеградского
11. Задать структурную схему системы третьего порядка в управляемой канонической форме (рисунок).
12. Задать систему с единичным коэффициентом передачи и ХП Баттерворта, для чего назначить Значениевзять из приведенных ниже:
Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
10 |
2 |
5 |
4 |
2,5 |
3 |
20 |
8 |
12 |
13. Определить корни ХП и установить закономерность их геометрического расположения на комплексной плоскости. Определить и
14. Повторить анализ, увеличив в 2 раза.
15. Задать систему с биномиальным ХП, назначив
(оставить первоначальное значение ) и повторить п. 13.
16. Задать звено с ПФ
Параметр |
Номер опыта | |||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 | |
A |
0.5 |
1 |
3 |
2 |
5 |
6 |
B |
0.5 |
1 |
3 |
5 |
2 |
6 |
17. Последовательно задавать комбинации значений параметров Вышнеградского исогласно таблице. Для каждого из сочетаний определить полюсы ПФ и описать характер ПХ.