3.2 Дослідна частина

Завдання.

1.За даними таблиці 3.1, користуючись наведеною вище програмою Matlab, побудувати перехідні процеси в ланці при d=0; 0.2; 1 на спільній координатній площині.

2. За даними таблиці 3.1,користуючись програмою Matlab, побудувати ЛАЧХ, ЛФЧХ та АФЧХ ланки при d=0; 0.2; 1.

Таблиця 3.1 – Вихідні дані для моделювання коливальної ланки

N	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
К	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
Т	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
d	за завданням
Stop time	8	8	8	8	8	10	10	10	10	10	20	20	20	20	20

3.2.1 Порядок проведення роботи

Для отримання результатів досліджень динамічних характеристик після відкриття

Matlab і наявності позначки запрошення «>>» введіть самостійно першу стрічку наведеної на початку лабораторної роботи , але змінить одночасно дані K та T на свої ,згідно свого варіанту з таблиці 3.1. Слідкуйте за тим, щоб всі літери у програмі і назвах файлів ( крім коментарів після позначки %) були латинські! Всі подальші стрічки можна додавати у програми копіюванням, натискуючи після кожної закінченої стрічки клавішу Enter. Отримайте всі потрібні графіки і покажіть викладачу. Виправте можливі помилки та збережіть готову програму у М – файл ( див. лаб. роб. №1). Задля надійності збережіть М – файл також на свій носій.

Щоб оцінити числові параметри отриманих результатів, підведіть курсор до потрібного по графіку значення ( максимального, мінімального тощо) і натисніть ліву кнопку миші (ЛКМ), з’являться написи про значення з обох вісей ( тобто x та y), які потрібно занести до звіту та проаналізувати для різних випадків ( значень параметра згасання d, або Т та К ). Надрукуйте отримані графіки після перевірки викладачем, проаналізуйте результати згідно матеріалу лекцій і теоретичної частини методичних вказівок, дайте письмові відповіді на контрольні запитання.

3.3 Зміст звіту

Звіт повинен містити основні теоретичні відомості про ланку 2-го порядку, графіки перехідних процесів, частотні характеристики та висновки згідно досліджень.

Контрольні запитання

1. Як залежить вигляд перехідного процесу в ланці 2-го порядку від значення К, Т та d?

2. Яка ланка є консервативною, коливальною та інерційною?Покажіть на своєму графіку

3. Фізична суть частотних характеристик.

4. Як будуються ЛАЧХ, ЛФЧХ та АФЧХ (без допомоги Matlab)? За допомогою?

5. Які ще ланки ви знаєте, надайте їхні ПФ, порівняйте їхні динамічні властивості .

Лабораторна робота 4

Дослідження впливу гнучкого зворотного зв’язку

на якісні показники САК

Мета роботи:

-Отримати навички експериментального визначення показників якості.

-Вивчити вплив гнучкого зворотного зв’язку на якісні показники САК.

4.1 Теоретична частина

На рис. 4.1 наведена структурна схема системи , що досліджується, де x- вхідний сигнал, x1= x - y - y1 , ГЗЗ - гнучкий зворотний зв’язок.

Рисунок 4.1 - Структурна схема системи.

В цій системі

(4.1)

(4.2)

Гнучкий зворотній зв’язок – це зв’язок, який діє лише під час перехідного процесу і не впливає на усталене значення сигналу на виході системи. Ясно, що для цього у чисельнику ПФ такої ланки повинен бути вираз, що вміщує s, оскільки цей вираз відповідає похідній, і як тільки вона дорівнює нулю-процес встановився. В нашому випадку у ланцюгу зворотного зв’язку стоїть ланка . яка є реальною дифференцюючою ланкою. Знаменник у цьому виразі є інерційною ланкою, яка має добрі фільтруючі властивості. Ця ланка введена для підвищення завадозахищенності, яка погіршується за рахунок ланки (див. (4.2)).

Виходячи з (4.1) , об’єкт регулювання слід моделювати трьома послідовно з’єднаними інерційними ланками (див. лабораторну роботу 2). При нульових початкових умовах перехідний процес по вихідній координаті у має вигляд, який наведено на рис. 4.2.

При цьому y_уст- усталене значення вихідної змінної у, ₁= y_max - y_уст - абсолютне перерегулювання, x_уст=x-y_уст - помилка системи, що встановилася. Процес вважається завершеним з того часу, коли коливання змінної безповоротно увійдуть до зони y_уст. Значення  обирають, виходячи з вимог до системи регулювання. Для грубих систем обирають  = 0.05 y_уст.

За характером перехідного процесу можна визначити деякі показники якості системи.

1. Час перехідного процесу t_пп - проміжок часу від початку перехідного процесу до того часу , коли коливання остаточно увійдуть у зону , що була визначена попередньо відносно нового значення y_уст.

2. Відносне перерегулювання =₁/ y_уст. Система вважається доброю , якщо =0.1,... , 0.3 .

3. Затухання протягом періоду =(₁ -₂)/₁ . Система вважається доброю, якщо = 0.9, ... , 0.98.

4. Коливальність М дорівнює кількості перерегулювань за час перехідного процесу t_пп.

5. Статизм системи = x_уст /x= 1/ (1+ К) , де К- коефіцієнт передачі системи в усталеному режимі. Для з’ясування К треба в передаточній функції системи дорівняти значення оператора Лапласа нулю (s=0), тобто

, де s=0

Рисунок 4.2 - Вигляд перехідного процесу в системі

та визначення показників якості.

ПЕРЕДЕЛАТЬ РИСУНОК!!!

Користуючись наведеними у попередніх роботах правилами, складемо приблизний варіант програми для дослідження впливу зворотного зв;язку на обраний об’єкт керування. Як і раніше, відпрацюємо спочатку програму у інтерактивному режимі, а після цього збережемо її у М-файлі.

Kop= ;T1= ;T2= ;T3= ; st= ;t=[0:0.1:st]; %

Kgzz1= ; Kgzz2= ; Kgzz3= ;Tgzz= ;%

Wo1=tf(1,[T1 1]; Wo2=tf(1,[T2 1]; Wo3=tf(Kop,[T3 1];%

Wo=Wo1*Wo2*Wo3;%

Wgzz1=tf([Kgzz1 0],[ Tgzz 1]);%

Wgzz2=tf([Kgzz2 0],[ Tgzz 1]);

Wgzz3=tf([Kgzz3 0],[ Tgzz 1]);

Wz1=Wo/(1+Wo* Wgzz1);%

Wz2=Wo/(1+Wo* Wgzz2);

Wz3=Wo/(1+Wo* Wgzz3);

Wwse1=Wz1/(1+Wz1);%

Wwse2=Wz2/(1+Wz2);

Wwse3=Wz3/(1+Wz3);

step(Wwse1,Wwse2,Wwse3,t),grid