1.3. Выполнение работы

1.3.1. Описание модели

Моделирование процессов выполняется с помощью S-модели, которая представлена на рис. 1.2. В модели предусмотрено:

просмотр статической характеристики нелинейности (нелинейный элемент отключается от замкнутой САУ и исследуется отдельно, путем подачи на вход периодического сигнала от внешнего генератора) в окне блока XYGraph1;

визуализация переходных процессов в окне блока Scope, фазовой траектории в окне блока XYGraph2 (при этом нелинейный элемент отключается от внешнего генератора и входит в состав замкнутой системы);

запись регистрируемых величин в память программы (To Workspace) с целью последующего представления графического материала в отчете.

При выполнении работы следует выбрать параметры моделируемой системы и величину ступенчатого изменения задающего воздействия g₀, согласно следующему алгоритму:

,

где – коэффициент усиления линейной части системы, – уровень выхода идеального двухпозиционного реле, – полуширина зоны нечувствительности, – номер курсанта по академическому журналу.

1.3.2. Настройка модели, расчет и анализ

S-модель исследуемой системы представлена на рис. 1.2, а внутренняя структура некоторых ее блоков изображена на рис. 1.3.

1. При выполнении работы следует вначале изучить работу нескорректированной системы. Для этого:

• Установите значения вспомогательных переменных в окне блока нелинейного звена так, что они задают реализацию двухпозиционного идеального реле (ширина полевой зоны гистерезиса e=0). Задайте значение параметра q₂, позволяющее получить график статической характеристики.

• Изменив значение параметра q₂, получите незатухающий переходной процесс. По кривой переходного процесса измерьте параметры (амплитуду и период) автоколебаний и сравните с расчетом по формуле (1.4). Укажите на графике переходного процесса моменты переключения, а на фазовой плоскости – линию переключения реле.

• Выясните, как изменится вид переходного процесса и фазовой траектории при изменении вида статической характеристики – введите поочередно неоднозначность (параметр , начальное значение ) и нечувствительность (начальное значение ) в нелинейный элемент.

Рис. 1.2. S-модель исследуемой нелинейной САУ

а

б

Рис. 1.3. Внутренняя структура блоков подсистем модели: а – нелинейное звено (Nonlinear link) с возможностью задания и измерения типа нелинейной характеристики; б – линейная часть системы (Linear part) с возможностью коррекции (в соответствии с рис. 1.1.а и 1.1.б).

2. Введите в схему с идеальным двухпозиционным реле коррекцию линейной части ЖОС. Установите:

• как изменился вид фазовой траектории и переходного процесса сравнительно со случаем без коррекции;

• как изменяются параметры переходного процесса в зависимости от глубины обратной связи;

• определите оптимальное (для обеспечения максимального быстродействия) значение параметра .

По результатам исследования заполните табл. 1.1.

Табл. 1.1. Исследование коррекции ЖОС релейной следящей САУ.

№ п/п	Глубина обратной связи –	Длительность процесса –	Динамический заброс –

3. Введите в схему с идеальным двухпозиционным реле корректирующую гибкую обратную связь. Установите:

• как изменился вид фазовой траектории и переходного процесса сравнительно со случаем без коррекции, при этом укажите на графиках переходного процесса и фазовой траектории участок скользящего режима;

• как изменяются параметры переходного процесса в зависимости от глубины обратной связи;

• определите оптимальное (для обеспечения максимального быстродействия) значение параметра .

По результатам исследования заполните табл. 1.2.

Табл. 1.2. Исследование коррекции ГОС релейной следящей САУ.

№ п/п	Глубина обратной связи –	Длительность процесса – , с	Динамический заброс –, %

4. Исследуйте поочередно влияние эффектов нечувствительности и неоднозначности релейного элемента при коррекции системы ЖОС (для нечетных значений n) или при коррекции ГОС (для четных значений n). Выясните влияние ширины зон нечувствительности и неоднозначности на вид фазовых траекторий, точность системы и характеристики переходных процессов. На графиках переходных процессов. Увеличивая значение ширины зоны b (сравнительно с первоначальным заданным значением) выясните, как это влияет на характеристики переходных процессов, на точность системы и на вид фазовых траекторий.

Отчет должен включать в себя:

• структурные схемы исследуемой системы с необходимыми пояснениями;

• заполненные таблицы 1.1 и 1.2;

• выводы по каждому из пунктов задания, подкрепленные графиками переходных процессов и фазовых траекторий;

• отметки, на каждом из соответствующих графиков переходных процессов, моментов времени соответствующих переключению реле, а на графиках фазовых траекторий – положение линий переключения:

• вывод по типу устойчивости нелинейной системы в каждом случае;

• письменный ответ на вопросы, указанные преподавателем.