3. Объект исследования.

Объектом исследования является линейная следящая система (описанная в лаб. раб. №1) с регулятором, имеющим перенастраиваемую структуру.

4. Задание на исследование.

1. Провести с использованием схемы на рис.1 сравнительный анализ влияния различных законов управления (П, И, ПИ, ПИД) на запасы устойчивости и на величину установившейся ошибки (при типовых входных сигналах в условиях наличия возмущающего момента), а также влияния на качество переходных процессов.

Рис. 1. Схема моделирования с ПИД регулятором.

2. Изучить с использованием схемы на рис. 2 влияние на характеристики системы введения в контур управления дифференцирующего фильтра.

Рис. 2. Схема моделирования с дифференцирующим фильтром.

5. Порядок выполнения работы.

1. Запустить систему Matlab. Запустить Simulink. Открыть файл с моделью, реализующей ПИД - регулятор (рис.1).

2. Включить П - регулятор (переключатель 6). Построить логарифмические частотные характеристики, определить запасы устойчивости по амплитуде и по фазе.

Подать на вход системы единичный ступенчатый сигнал. Промоделировать систему, получить графики переходных процессов по выходной координате и по ошибке. Определить время регулирования, перерегулирование, значение функционала (7), значение установившейся ошибки при типовых входных сигналах.

3. Включить ПИ - регулятор (переключатели 2,6).

Построить логарифмические частотные характеристики, определить запасы устойчивости по амплитуде и по фазе.

Промоделировать систему, получить графики переходных процессов по выходной координате и по ошибке. Определить время регулирования, перерегулирование, значение функционала (7), значение установившейся ошибки при типовых входных сигналах.

4. Включить ПИД - регулятор (переключатели 2,5,6).

Построить логарифмические частотные характеристики, определить запасы устойчивости по амплитуде и по фазе.

Промоделировать систему, получить графики переходных процессов по выходной координате и по ошибке. Определить время регулирования, перерегулирование, значение функционала (7), значение установившейся ошибки при типовых входных сигналах.

Примечание: в связи с тем, что пакет Control ToolBox не предусматривает работу со звеном вида “ ” в процессе построения частотных характеристик это звено следует заменить инерционным дифференцирующим звеном ,

где - достаточно малая постоянная времени (например, с).

5. Рассмотреть влияние постоянного возмущающего момента (переключатель 4) на установившуюся ошибку при различных законах управления.

6. На основе полученных данных провести сравнение и сделать выводы о достоинствах и недостатках рассмотренных законов управления.

7.Открыть файл с моделью, реализующей коррекцию дифференцирующим фильтром (рис.2).

Построить логарифмические частотные характеристики, определить запасы устойчивости по амплитуде и по фазе, а также значения частоты среза и наклона ЛАЧХ в окрестности этой частоты.

Промоделировать систему, получить графики переходных процессов по выходной координате и по ошибке. Определить время регулирования, перерегулирование, значение функционала (7), значение установившейся ошибки при типовых входных сигналах.