Міністерство освіти І науки України Національний технічний університет України
Скачати 1.31 Mb.
|
| ^ Мета роботи: проаналізувати перехідні характеристики астатичних систем автоматичного керування на основі прямих та опосередкованих методів. 8.1. Завдання на роботу
^ Система називається астатичною якщо в основному її колі є хоча б одна інтегруюча ланка. Загальні методичні вказівки для даного розділу практично повністю збігаються з викладеним у відповідному розділі лабораторної роботи №6. Тому, в цьому розділі наведені лише відмінності. На відміну від статичної системи, в астатичній величина статизму дорівнює нулю. Отже, статична похибка системи визначається не з рівняння, а визначається нелінійностями які є в реальній системі. Такими нелінійностями зазвичай є насичення феромагнітних матеріалів та зона нечуттєвості. Ці типи нелінійностей можна легко промоделювати в системі Simulink використовуючи блоки Saturation і Dead Zone. Приведемо приклад козрахунку похибки астатичної системи. Нехай маємо систему стабілізації напруги генератора постійного струму напруга на виході якого . В складі системи знаходиться виконавчий двигун постійного струму, який має нелінійність типу зони нечуттєвості, а саме напругу зрушення . Задаюча еталонна напруга . Тоді вихідна напруга визначатиметься так: . Тобто похибка , в абсолютному вимірі, склала 4,6 В. ^ 1. Відповідно до наданого викладачем в номеру варіанту завдання N визначити схему статичної системи (рис.8.1–8.3), параметри елементів, що до неї входять. Завдання для варіантів з номерами : Вхідні дані. Номінальні дані виконавчого двигуна: напруга зрушення ; , В; ; ; , с. Параметри керованого підсилювача П: коефіцієнт підсилення , еквівалентна постійна часу Тп=0,01 с. Коефіцієнт передачі редуктора Р дорівнює . Сельсинну пару СД-СП вважаємо безінерційною. Максимальна напруга на вихідній обмотці становить 110 В. Завдання для варіантів з номерами : Вхідні дані. У якості генератора в системі Г-Д використано електромашинний підсилювач типу ЭМУ-50. коефіцієнт підсилення по напрузі ; постійні часу першого каскаду (обмотки керування ОК1) , с, та другого каскаду , с. Параметри виконавчого двигуна: , В; ; ; , с; напруга зрушення , В. Потенціометри П1 та П2 мають кут охвату та напругу живлення 100 В. Редуктор Р має коефіцієнт передачі . У разі необхідності показати можливість і схему підключення стабілізуючої ланки. Завдання для варіантів з номерами : Вхідні дані. Параметри генератора: , с. Коефіцієнт підсилення підсилювача встановити виходячи з умови, що коливання напруги на навантаженні у режимі стабілізації не повинні перевищувати 0,5 В. При цьому відомо, що задана напруга , В; напруга генератора В; напруга зрушення виконавчого двигуна . Коефіцієнт передачі редуктора . Номінальні дані виконавчого двигуна: , В; ; ; , с. Постійна часу підсилювача П – . Потенціометр П1 має повний кут охвату та напругу живлення , В. Інші пункти цього розділу збігаються з відповідними пунктами розділу 3 лабораторної роботи №6 (див. стор. 51, 52). Зміст протоколу 1. Титульний лист. 2. Мета роботи. 3. Короткі теоретичні відомості. 4. Принципова схема та опис її роботи з виділенням функціональних блоків. Вхідні дані. 5. Спрощена структурна схема з роз’ясненням якими моделями (типовими елементарними ланками) замінено реальні фізичні елементи. 6. Передавальна функція системи та знаходження коефіцієнтів поліномів чисельника та знаменника. Розрахунок, за одним з критеріїв стійкості, граничних меж зміни одного з параметрів (коефіцієнта підсилення чи постійної часу). 7. Висновки по роботі з аналізом всіх отриманих результатів. Контрольні запитання 1. Дайте визначення астатичної системи автоматичного керування. 2. Що називається ступенем нерівномірності системи? 3. Яким чином визначається похибка астатичної САК? 3. Перерахуєте прямі показники якості перехідного процесу.
ОЦІНКА ЯКОСТІ ПЕРЕХІДНОГО ПРОЦЕСУ Мета роботи: визначити параметри перехідного процесу астатичної системи, оцінити його якість. ^
^ Система називається астатичною якщо в основному її колі є хоча б одна інтегруюча ланка. Загальні методичні вказівки для даного розділу практично повністю збігаються з викладеним у відповідному розділі лабораторної роботи №4 (див. стор. 44–48). Тому, в цьому розділі наведені лише відмінності. На відміну від статичної системи, в астатичній величина статизму дорівнює нулю. Отже, статична похибка системи визначається не з рівняння, яке приведене на стор. 46, а визначається нелінійностями які є в реальній системі. Такими нелінійностями зазвичай є насичення феромагнітних матеріалів та зона нечуттєвості. Ці типи нелінійностей можна легко промоделювати в системі Simulink використовуючи блоки Saturation і Dead Zone (див. стор.13, 14). Приведемо приклад козрахунку похибки астатичної системи. Нехай маємо систему стабілізації напруги генератора постійного струму напруга на виході якого . В складі системи знаходиться виконавчий двигун постійного струму, який має нелінійність типу зони нечуттєвості, а саме напругу зрушення . Задаюча еталонна напруга . Тоді вихідна напруга визначатиметься так: . Тобто похибка , в абсолютному вимірі, склала 4,6 В. ^ 1. Відповідно до наданого викладачем в номеру варіанту завдання N визначити схему статичної системи (рис.9.1–9.3), параметри елементів, що до неї входять. Завдання для варіантів з номерами : Вхідні дані. Номінальні дані виконавчого двигуна: напруга зрушення ; , В; ; ; , с. Параметри керованого підсилювача П: коефіцієнт підсилення , еквівалентна постійна часу Тп=0,01 с. Коефіцієнт передачі редуктора Р дорівнює . Сельсинну пару СД-СП вважаємо безінерційною. Максимальна напруга на вихідній обмотці становить 110 В. Завдання для варіантів з номерами : Вхідні дані. У якості генератора в системі Г-Д використано електромашинний підсилювач типу ЭМУ-50. коефіцієнт підсилення по напрузі ; постійні часу першого каскаду (обмотки керування ОК1) , с, та другого каскаду , с. Параметри виконавчого двигуна: , В; ; ; , с; напруга зрушення , В. Потенціометри П1 та П2 мають кут охвату та напругу живлення 100 В. Редуктор Р має коефіцієнт передачі . У разі необхідності показати можливість і схему підключення стабілізуючої ланки. Завдання для варіантів з номерами : Вхідні дані. Параметри генератора: , с. Коефіцієнт підсилення підсилювача встановити виходячи з умови, що коливання напруги на навантаженні у режимі стабілізації не повинні перевищувати 0,5 В. При цьому відомо, що задана напруга , В; напруга генератора В; напруга зрушення виконавчого двигуна . Коефіцієнт передачі редуктора . Номінальні дані виконавчого двигуна: , В; ; ; , с. Постійна часу підсилювача П – . Потенціометр П1 має повний кут охвату та напругу живлення , В. Інші пункти цього розділу збігаються з відповідними пунктами розділу лабораторної роботи №6 (див. стор. 51, 52). Зміст протоколу 1. Титульний лист. 2. Мета роботи. 3. Короткі теоретичні відомості. 4. S-модель системи та криві перехідного процесу у зоні стійкості та за наближення до критичних значень параметру. 5. S-модель системи та криві перехідного процесу за умови введення стабілізуючої ланки. 6. Висновки по роботі з аналізом всіх отриманих результатів. Контрольні запитання 1. Дайте визначення астатичної системи автоматичного керування. 2. Що називається ступенем нерівномірності системи? 3. Яким чином перерегулювання впливає на характер кривої перехідного процесу? 4. Дати визначення термінам: «час регулювання», «час досягнення першого максимуму» і «час наростання перехідного процесу». 5. Визначення запасу стійкості автоматичної системи по амплітудно-фазовій характеристиці. Запас стійкості по амплітуді і по фазі. |
