Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А 7




ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЕ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

 

Ц Е Л Ь Р А Б О Т Ы- экспериментальное определение показателей качества систем автоматического управления.

7.1. краткие сведения из теории

Для оценки качества систем автоматического управления используются прямые показатели качества, которые получают непосредственно по кривой переходного процесса (переходной функции) при воздействии на систему единичной ступенчатой функции.

К прямым показателям качества относятся, прежде всего, следующие (рис. 7.1):

- ОСНОВНЫЕ:

1. Длительность переходного процесса (время регулирования) tp - это время, считая от момента приложения входного воздействия, в течении которого выходная управляемая величина достигает значения, близкого к установившемуся с заданной точностью D (например, не менее 95% от установившегося)

,

где h(t) - текущее значение выходной величины;

D - постоянная величина, значение которой определяется условиями.

2. Перерегулирование s - максимальное отклонение выходной величины hmax от установившегося значения hуст, выраженное в процентах

.

Рисунок 7.1. К определению прямых показателей качества.

 

- ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ:

1. Число колебаний N выходной величины около установившегося значения.

2. Частота и период колебаний выходной величины для колебательных переходных процессов.

3. Время достижения первого максимума выходной величины tmax.

Косвенных показателей качества существует множество. Рассмотрим некоторые из них определяемые по частотным характеристикам.

Удобно использовать логарифмические амплитудно-частотную и фазово-частотную характеристики разомкнутой системы. По этим характеристикам можно получить следующие показатели качества (см. рис. 7.2):

1. Запас устойчивости по фазе D φ. Для систем удовлетворительного качества D φ = 30 - 60О.

2. Запас устойчивости по амплитуде DL. Для систем удовлетворительного качества DL = 6 - 20 дБ.

3. Частота среза wc. С этой частотой непосредственно связанна длительность переходного процесса

.

Рисунок 7.2. К определению косвенных показателей качества.

 

 

По амплитудно-частотной характеристике замкнутой системы А(w) определяют такую оценку, как показатель колебательности:

.

Для систем удовлетворительного качества показатель колебательности обычно не превышает значения М < 1.7.

Чтобы глубже понять оценку качества систем по косвенным показателям, необходимо сопоставить прямые оценки с косвенными, и увидеть соответствие между ними.

7.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Собрать схему моделируемой системы согласно рис. 7.3.

2. Установить коэффициенты элементов модели k1 > 0, k2 = k3 = 1, T1 = 1,2 c, T2 = 0,4 c, T3 = 0,08 c. Время моделирования 5 с.

3. Изменяя коэффициент усиления системы, добиться переходного процесса с перерегулированием, примерно равным s = 30 - 35%. Зарисовать график переходного процесса. Измерить коэффициент усиления системы и показатели качества системы по кривой переходного процесса.

4. Построить ЛАЧХ и ЛФЧХ системы с коэффициентом усиления, измеряемым в п. 3.

5. По логарифмическим частотным характеристикам определить косвенные показатели качества и соответствие их показателям качества, полученным в п.3.

6. Построить по тем же данным амплитудно-частотную характеристику замкнутой системы и определить показатель колебательности.

7. Повторить исследования по п.3-5 для перерегулирования s = 40 - 45%.

Рисунок 7.3. Схема модели для исследования прямых показателей качества в линейной системе автоматического управления

 


7.3. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Краткое описание задачи и метода исследования.

2. Схему моделирования.

3. Графики переходных процессов с указанием результатов измерений.

4. Расчет показателей качества по кривым переходных процессов.

5. Логарифмические амплитудные и фазовые частотные характеристики системы.

6. Показатели качества, определяемые по ЛАЧХ и ЛФЧХ.

7. Амплитудно-частотные характеристики замкнутой системы и показатели колебательности.

8. Выводы по работе с анализом результатов исследований и расчетов.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: