Контрольные вопросы
Какая линейная непрерывная система называется устойчивой?
Какие критерии устойчивости используются для исследования устойчивости работы САУ?
В чем суть критерия Найквиста с использованием л.ч.х.?
Как ведут себя переменные, характеризующие динамический процесс, в устойчивых линейных системах?
Как определить частотные характеристики замкнутой САУ, зная передаточную функцию прямого контура Wпр(p) и обратной связи Wос(p)?
Как определить Ккр используя критерии устойчивости Михайлова и Гурвица?
Изложить принцип действия замкнутой САУ.
Как по частотным характеристикам определить запасы устойчивости САУ?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ САУ С РЕГУЛИРОВАНИЕМ ПО ОШИБКЕ,
ИНТЕГРАЛУ И ПРОИЗВОДНОЙ ОТ ОШИБКИ
Цель работы: оценить влияние на показатели качества регулирования различных алгоритмов управления.
Для организации регулирования по ошибке необходимо в САУ, взятой из предыдущей лабораторной работы №4, установить коэффициент усиления Ку усилителя-сумматора равным 0.1Ккр /КдКтп.
Для организации регулирования по производной и интегралу от ошибки необходимо в САУ, регулирующую по ошибке (см. выше), ввести между усилителем-сумматором и тиристорным преобразователем соответственно реальный ПД или ПИ регуляторы, имеющие передаточные функции вида:
Wпи(p)=b+Ки/p;
Wпд(p)=(t1p+1)/(t2p+1).
Обобщенная модель для исследования САУ, реализованная в пакете прикладных программ SyAn, представлена на рис.5.1.
Рис.5.1
Требуется:
Построить л.а.х. и л.ф.х. разомкнутых систем: регулирование по отклонению с Краз=0,1Ккр; а также с введенными ПИ и ПД регуляторами;
Найти статическую eст и скоростную eск ошибки регулирования по управляющему воздействию при различном регулировании;
Найти статическую eм ошибку регулирования при набросе нагрузки на двигатель Мс(t)=(1¸10)1(t);
Определить добротности по скорости и ускорению САУ с нейтральным объектом (двигатель постоянного тока) и различных регуляторах;
Получить переходные характеристики ошибок по управляющему и возмущающему воздействиям САУ по программе п.п.2¸3. Определить и указать на переходных характеристиках параметры качества регулирования:tрег, s, eст, eск, eм;
Дать анализ влияния на параметры качества регулирования введения в САУ узлов, обеспечивающих регулирование по производной и интегралу от ошибки.
Методические указания
Для получения одновременных результатов качества регулирования по управляющему и возмущающему воздействиям следует на вход подать полутрапецеидальный сигнал и подать возмущение на верхнем его участке, как это реализуется в лабораторной работе №4.
Следует параметр Ки ПИ-регулятора выбрать равным 1/(10¸20)Тм, чтобы среднечастотный участок л.а.х. САУ с ПИ регулятором был не менее декады, а параметр b рекомендуется взять в пределах от 0.5 до 1. Конкретные значения этих параметров следует выбирать из условия получения максимального быстродействия. В этом случае следует получить несколько переходных процессов (имитационное моделирование) с различными параметрами.
Параметры реального ПД регулятора следует задать равными: t1 равна наибольшей постоянной времени, которую необходимо скомпенсировать (это как правило Тм), а t2 – наименьшей некомпенсируемой (это как правило Ттп).
Ошибки регулирования следует определять используя предельное свойство преобразования Лапласа. При этом изображение ступенчатого сигнала принять равным 1/p, а изображение линейно нарастающего сигнала F(t)= t для определения скоростной ошибки 1/p2.
Для того, чтобы указать на графиках переходных процессов параметры качества регулирования, следует вывести на монитор сначала только выходную jвых(t) входную jвх(t) переменные, а также возмущающее воздействие Мс(t) и затем только ошибки регулирования в т.т. B,C, и D. В отчете дать заключение об астатизме системы по управляющему и возмущающему воздействиям при включении различных регуляторов.
В отчете также должны быть представлены асимптотические и экспериментальные л.ч.х., передаточные функции ошибок регулирования, экспериментальные переходные процессы, оценка качества регулирования.