Для выполнения программы теоретических исследований отводится три академических часа.
Объектом исследований, выполняемых в лабораторной работе, являются нелинейные релейно-контактные следящие системы, структурные схемы которых приведены на рисунках 2 и 3.
 |
 | |||
| |||
Рисунок 2 – Структурная схема нелинейной системы с нелинейным звеном
типа «насыщения»
 |
Рисунок 3 – Структурная схема нелинейной системы с нелинейным звеном
типа «трехпозиционное реле»
Программа теоретических исследований:
а) Изучить метод гармонической линеаризации.
б) Для каждой нелинейной системы (рисунки 1и 2):
- получить уравнение линейной части;
- определить коэффициенты гармонической линеаризации нелинейного звена.
Пункт б теоретической части работы необходимо выполнить в форме предварительного отчета по лабораторной работе.
5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Для выполнения экспериментальных исследований и защиты лабораторной работы отводится три академических часа.
Программа экспериментальных исследований:
а) В соответствии с вариантом исходных данных (таблицы 1 и 2), указанном преподавателем, построить амплитудно-фазовую частотную характеристику (АФЧХ) линейной части и обратную характеристику нелинейного звена.
б) Определить амплитуду и частоту автоколебаний в случае их существования.
в) Исследовать нелинейный элемент. Для этого, воздействуя на него гармоническим входным сигналом, проанализировать выходной сигнал. Необходимо показать, что нелинейное звено реагирует на гармонические колебания одной определенной частоты гармоническими колебаниями различных частот.
Построение АФЧХ, обратной характеристики нелинейного элемента, определение амплитуды и частоты автоколебаний производится с использованием ПЭВМ и предлагаемых преподавателем пакетов прикладных программ. Графики АФЧХ и обратной характеристики нелинейности, построенные на экране монитора для каждой НСАУ, распечатываются или зарисовываются и включаются в отчет по лабораторной работе.
Таблица 1 – Значения параметров линейной части системы с
нелинейностью типа «насыщения» при B=1, q=45град.
| № вар. | К1 | T1 | K2 | Т2 | T3 |
| 0.50 | 1.00 | 5.0 | 0.90 | 1.20 | |
| 0.51 | 1.01 | 5.1 | 0.91 | 1.21 | |
| 0.52 | 1.02 | 5.2 | 0.92 | 1.22 | |
| 0.53 | 1.03 | 5.3 | 0.93 | 1.23 | |
| 0.54 | 1.04 | 5.4 | 0.94 | 1.24 | |
| 0.60 | 1.20 | 10.0 | 0.80 | 1.40 | |
| 0.61 | 1.21 | 10.1 | 0.81 | 1.41 | |
| 0.62 | 1.22 | 10.2 | 0.82 | 1.42 | |
| 0.63 | 1.23 | 10.3 | 0.83 | 1.43 | |
| 0.64 | 1.24 | 10.4 | 0.84 | 1.44 | |
| 0.70 | 0.80 | 15.0 | 1.00 | 1.10 | |
| 0.71 | 0.81 | 15.1 | 1.01 | 1.11 | |
| 0.72 | 0.82 | 15.2 | 1.02 | 1.12 | |
| 0.73 | 0.83 | 15.3 | 1.03 | 1.13 | |
| 0.75 | 0.80 | 0.76 | 1.11 | ||
| 0.77 | 0.78 | 0.78 | 1.17 | ||
| 0.79 | 0.76 | 0.80 | 1.31 | ||
| 0.81 | 0.72 | 0.83 | 1.33 | ||
| 0.83 | 0.68 | 0.63 | 1.35 | ||
| 0.86 | 0.64 | 0.68 | 1.37 | ||
| 0.88 | 0.61 | 0.65 | 1.39 | ||
| 0.91 | 0.58 | 0.53 | 1.27 | ||
| 0.93 | 0.55 | 0.57 | 1.29 | ||
| 0.95 | 0.51 | 0.47 | 1.46 | ||
| 0.97 | 0.47 | 0.49 | 1.48 |
Таблица 2 – Значения параметров системы с нелинейностью
«трехпозиционное реле»
| № вар. | A | C | K1 | T1 | K2 | T2 | T22 |
| 2.0 | 6.0 | 4.0 | 0.20 | 12.0 | 0.40 | 0.60 | |
| 2.1 | 6.1 | 4.1 | 0.21 | 12.1 | 0.41 | 0.61 | |
| 1.0 | 9.0 | 3.0 | 0.30 | 8.0 | 0.60 | 0.80 | |
| 1.1 | 9.1 | 3.1 | 0.31 | 8.1 | 0.61 | 0.81 | |
| 2.50 | 7.0 | 2.0 | 0.40 | 10.0 | 0.50 | 0.90 | |
| 2.51 | 7.1 | 2.1 | 0.41 | 10.1 | 0.51 | 0.91 | |
| 2.0 | 8.0 | 6.0 | 0.30 | 10.0 | 0.50 | 0.80 | |
| 2.1 | 8.1 | 6.1 | 0.31 | 10.1 | 0.51 | 0.81 | |
| 1.0 | 9.0 | 5.0 | 0.30 | 12.0 | 0.40 | 0.70 | |
| 1.1 | 9.1 | 5.1 | 0.31 | 12.1 | 0.41 | 0.71 | |
| 2.0 | 9.0 | 4.0 | 0.30 | 15.0 | 0.60 | 0.20 | |
| 2.1 | 9.1 | 4.1 | 0.31 | 15.1 | 0.61 | 0.21 | |
| 2.2 | 9.2 | 4.2 | 0.32 | 15.2 | 0.62 | 0.22 | |
| 2.3 | 9.3 | 4.3 | 0.33 | 15.3 | 0.63 | 0.23 | |
| 2.50 | 6.2 | 3.3 | 0.22 | 8.4 | 0.20 | 0.27 | |
| 2.51 | 6.3 | 3.5 | 0.24 | 8.6 | 0.25 | 0.32 | |
| 2.0 | 6.4 | 3.7 | 0.26 | 8.8 | 0.30 | 0.39 | |
| 2.1 | 6.6 | 3.9 | 0.28 | 7.1 | 0.35 | 0.41 | |
| 1.0 | 7.5 | 4.6 | 0.43 | 7.3 | 0.40 | 0.48 | |
| 1.2 | 7.2 | 4.8 | 0.45 | 7.5 | 0.45 | 0.55 | |
| 1.3 | 7.8 | 4.9 | 0.47 | 7.7 | 0.50 | 0.61 | |
| 1.4 | 8.4 | 5.3 | 0.49 | 9.2 | 0.55 | 0.67 | |
| 1.5 | 8.6 | 5.5 | 0.36 | 9.5 | 0.60 | 0.72 | |
| 1.6 | 8.9 | 5.7 | 0.38 | 9.7 | 0.65 | 0.84 | |
| 1.7 | 9.6 | 5.9 | 0.39 | 9.9 | 0.70 | 0.19 |
6. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНОЙ
РАБОТЫ
Отчет должен содержать:
а) Аналитическое исследование системы.
б) Результаты проведенных экспериментальных исследований в виде таблиц значений и
графиков.
в) Краткие выводы.
Отчет по лабораторной работе должен быть выполнен в соответствии с требованиями ДСТУ.
- КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите известные вам типы нелинейностей.
2. Какие существуют точные методы исследования нелинейных систем?
3. Какие существуют приближенные методы исследования нелинейных систем?
4. Что понимается под автоколебаниями в системе?
5. Поясните идею метода гармонической линеаризации.
6. В чем заключается содержание метода гармонической линеаризации?
7. Как определить частоты и амплитуды автоколебаний с помощью метода гармонической линеаризации?