Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Цель работы
Ознакомление с методами исследования линейных стационарных систем автоматического регулирования (САР), способами представления моделей типовых динамических звеньев, структурных преобразований систем, а также методами исследования влияния параметров звеньев на частотные и переходные характеристики.
Исходные данные
Вариант задания – 3.
Изучаемые типовые звенья и их параметры приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Исходные данные для работы
| Наименование типового звена |
К |
Т1 |
Т2 |
x |
| Безынерционное |
100 |
– |
– |
– |
| Колебательное |
20 |
0,01 |
– |
0,01 |
| Интегро-дифференцирующее |
1 |
0,01 |
0,1 |
– |
Отчёт о лабораторной работе
Теоретическая часть
Указанные в таблице 1 типовые динамические званья САУ имеют передаточный функции и дифференциальные следующих видов:
- безынерционное звено:
- колебательное звено:
- интегро-дифференцирующее звено:
Передаточная характеристика системы последовательно включённых звеньев:
Дифференциальное уравнение системы последовательно включённых звеньев:
Исследование временных характеристик звеньев и системы
Переходные характеристики безынерционного, колебательного и интегро-дифференцирующего звеньев показаны на рисунках 1, 2 и 3 соответственно. Переходная характеристика системы последовательно соединённых звеньев – на рисунке 4.
Рисунок 1 – Переходная характеристика безынерционного звена
Рисунок 2 – Переходная характеристика колебательного звена
Рисунок 3 – Переходная характеристика интегро-дифференцирующего звена
Рисунок 4 – Переходная характеристика системы звеньев
В переходном процессе присутствует переменная составляющая, вызванная присутствием в системе колебательного звена. Также присутствуют уровни, сформированные безынерционным и интегро-дифференцирующим звеньями.
Исследование частотных характеристик звеньев и системы
Частотные характеристики безынерционного звена показаны на рисунке 5. Безынерционное звено имеет равномерную частотно-независимую характеристику без мнимой составляющей.
Рисунок 5 – Частотные характеристики безынерционного звена
Частотные характеристики колебательного звена показаны на рисунке 6.
Рисунок 6 – Частотные характеристики безынерционного звена
АЧХ колебательного звена имеет выраженный максимум, соответствующий частоте резонанса. ФЧХ в этой точке разворачивается на 180°.
Частотные характеристики интегро-дифференцирующего звена показаны на рисунке 7. В точке перегиба АЧХ ФЧХ имеет выраженный минимум, а АФЧХ – разрыв.
Рисунок 7 – Частотные характеристики интегро-дифференцирующего звена
Частотные характеристики системы последовательно соединённых звеньев показаны на рисунке 8.
Частотные характеристики системы последовательно соединённых звеньев формируются под воздействием характеристик всех имеющихся звеньев.
Рисунок 8 – Частотные характеристики интегро-дифференцирующего звена
Выводы
При выполнении лабораторной работы были изучены типовые динамические звенья систем автоматического управления, их свойства, а также свойства системы последовательно соединённых звеньев. Было проведено моделирование и расчёт характеристик звеньев на компьютере.
По результатам работы можно сделать следующие выводы:
- временные и частотные характеристики звеньев определяются передаточной функцией и дифференциальным уравнением звена. Для звеньев с разными ПФ и ДУ характеристики существенно отличаются.
- Характеристики системы последовательно соединённых звеньев определяются характеристиками всех звеньев, поскольку ПФ системы является произведением ПФ звеньев.
Ссылка на первоисточник:
http://npk1.ru
