Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
8
PAGE 9
Тема 1 Силовой следящий привод
ОФ
Лабораторный практикум 2
по курсу
Сухоруков И.В.
Гуменник И.Ч.
2011 г.
ТЕМА 1
Рис.1
Рис.2
Звено 1. Фильтр. W1=1/(0.01s+1).
Звено 2. Коррекция последовательного типа. Исходная ПФ W2=1/1.
Звено 3. Усилитель. W3=200.
Звено 4. Усилитель мощности. W4=10/(0.1s+1).
Звено 5. Двигатель. W5=2/(2s+1)(0.1s+1)= 2/
Звено 6. Редуктор. W6=0.002/s.
Звено 7. Датчик угла поворота. W7=1/1.
Коэффициент передачи цифровой части Kцч=1.
Функциональная схема исходной СУ представлена на рис.1. Структурная схема приведена на рис.2. На предыдущих этапах проектирования обеспечены необходимые астатизм и контурное усиление. Операторы и параметры всх звеньев (кроме корректирующего) изменению не подлежат.
Провести анализ качества исходной системы. При необходимости обеспечить динамику СУ – т.е. качество переходного процесса.
Требования к переходному процессу: перерегулирование 15%.
1. Ввод в ЭВМ модели СУ с использованием программы CLASSiC-3
Структурная схема, представленная на рис.2, вводится в графическом редакторе программы CLASSiC-3. Отрицательная обратная связь обеспечивается инвертированием знака входного порта звена 1.
Модель исходной системы сохраняется в файле ###.mdl.
Для контроля правильности ввода операторов звеньев приводится текстовая сводка модели:
Примечание. Здесь и далее приведенные в качестве образцов данные расчетов, таблицы и графики заменяются на “свои” .
Модель: "G:\LABA2.MDL"
======================
Количество блоков: 7
Количество связей: 7
=========================================================
| | Передаточные функции | |
| Блоки |-------------------------------| Связи |
| | Числитель |Знаменатель|Степень| |
=========================================================
| #1 | 1 | 1 | 0 | 2 |
| Вход | | 0.01 | 1 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #2 | 1 | 1 | 0 | 3 |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #3 | 200 | 1 | 0 | 4 |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #4 | 10 | 1 | 0 | 5 |
| | | 0.1 | 1 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #5 | 2 | 1 | 0 | 6 |
| | | 2.1 | 1 | |
| | | 0.2 | 2 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #6 | 0.002 | 0 | 0 | 7 |
| Выход | | 1 | 1 | |
|------------|-----------|-----------|-------|----------|
| #7 | 1 | 1 | 0 | -1 |
=========================================================
2. Анализ характеристик исходной системы
(астатическая)
Корни характеристического полинома замкнутой СУ.
p1 = 0.126682 +1.887964j
p2 = 0.126682 -1.887964j
p3 = -10.376433 +2.011626j
p4 = -10.376433 -2.011626j
p5 = -100.000496
Оценка устойчивости и ее запасов по корням:
Система неустойчива.
График переходного процесса приведен на рис.3
Рис.3
Показатели качества переходного процесса.
Процесс расходящийся.
Выводы о поведении исходной СУ и о необходимости синтеза динамики.
Небходимо ввести доп звено, с учетом которого система будет стабильна.
3. Синтез оператора корректирующего устройства
(выполняется совместно с преподавателем)
3.1. С использованием программы CLASSiC-3 cтроится ЛАХ Lисх() исходной разомкнутой системы на графике максимально возможного масштаба – см. рис. 4.
3.2. Средствами рисования WORD’а строятся линии частот сопряжения и строится асимптотическая ЛАХ (см. рис. 4).
3.3. Формируется типовая “желаемая” асимптотическая ЛАХ Lж(), согласованная с ЛАХ исходной системы.
Требования к Lж():
Желаемая асимптотическая ЛАХ средствами рисования WORD’а строится на рис. 4.
3.4. Строится асимптотическая ЛАХ Lк() звена коррекции (на рис. 4).
3.5. По ЛАХ звена коррекции записывается его ПФ Wк(s).
На рис.4 представлены ЛАХ Lисх(), Lж() и Lк().
Рис. 4
Оператор звена коррекции
.
Для данной СУ
Wk(s)=(27.76s2+18.32s+1)/(27.66s2+166.826s+1)
4. Анализ характеристик скорректированной системы
4.1. Расчет ЧХ разомкнутой СУ
Используется модель исходной разомкнутой СУ, в которой установлено начальное значение Wк=1/1. По ней строятся характеристики исходной разомкнутой системы. В окне Характеристики, Передаточные функции, вводится рассчитанный оператор Wк(s). В результате на графиках образуются характеристики разомкнутых исходной системы, скорректированной системы и звена коррекции.
На рис.5 построены указанные ЛАЧХ и ЛФЧХ.
Рис. 5
Вывод о соответствии ЛАЧХ, представленных на рис. 4 и рис. 5.
…
Частотные показатели качества скорректированной СУ:
Модель: "G:\LABA2.MDL"
======================
Ном.Система
Частота среза: 1.9319 рад/с
Запас по фазе: -8.4655 град
Частота пи: 1.5223 рад/с
Запас по модулю: -4.0966 дБ
Тек.Система
Частота среза: 0.7075 рад/с
Запас по фазе: 65.3933 град
Частота пи: 4.5173 рад/с
Запас по модулю: 20.1596 дБ
Запас по фазе показан на рис.5.
4.2. Расчет характеристик замкнутой СУ.
Оператор звена коррекции вводится в структурную схему системы. Для этого в окне характеристик используются команды меню Расчеты, Обновить Вар.блок. Полученная скорректированная модель дополняется обратной связью и записывается в новый файл.
Снова рассчитываются характеристики уже замкнутой скорректированной СУ.
На рис.6. показан переходный процесс в скорректированной СУ. Отмечено время первого согласования t1, характеризующее быстродействие системы.
Рис. 6
Показатели качества переходного процесса:
Модель: "G:\LABA2.MDL"
======================
Ном.Система
Установившееся значение: 1.0000
Время регулирования: 9.0883 с.
Перерегулирование: 9.03%
Вывод о соответствии требуемому качеству по динамике переходного процесса:
Соатветствует
На рис.7 показана ЛАЧХ замкнутой системы и отмечена полоса пропускания п.
Рис.7
Определим значение коэффициента связи быстродействия и полосы пропускания:
= t1п = 2.5*1.09=2.7
Таким образом вид переходного процесса изменяется от затянутого апериодического до сильно колебательного – рис.8
В результате проведённого анализа системы был сделан вывод о её неработоспособности. Была произведена коррекция системы. Полученная система соответствует требованиям по перерегулировапнию (9,03%<15%).