Задана структурная схема разомкнутой автоматической системы управления без обратной связи.
Рис. 9 Структурная схема разомкнутой(без обратной связи) АСУ.
;
;
;
Рис. 10 Схема соединения элементов для коррекции заданной системы.
3. Определяем передаточную функцию разомкнутой АС:
4.
;
Рис. 11 Коэффициенты передаточной функции разомкнутой АС
Рис. 12 ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы.
По ЛАЧХ и ЛФЧХ определяем запас устойчивости по фазе следующим образом: По графику зависимости A(f) определяем f =1,88 (Гц) по пересечению графика с осью абсцисс. По полученной величине частоты определяем из второго графика (ЛФЧХ) зависимости φАС(f):
φАС=-240(град); ∆φ=-180-(-240)=60 (град).
Необходимый коэффициент A определяем, сопоставив, на оси частот φАС=-180(град) графика зависимости φАС(f), получаем f =0,86 (Гц). Сносим на график зависимости A(f) полученный результат частоты и определяем необходимый коэффициент устойчивости А=27 (дБ).
Вывод: АС не устойчива, т.к. ∆φ не только не попадает в интервал [-40;-30], но имеет положительное значение. Запас устойчивости по амплитуде также положителен.
2. Определяем ПФ разомкнутой скорректированной форсирующим звеном АС, по ЛАЧХ и ЛФЧХ определяем А(дБ) и ∆φ(град).
Схема с дополнительным корректирующим блоком представлена на рисунке 16:
Рис. 16 Структурная схема автоматической системы с обратной связью и дополнительным корректирующим звеном.
Вводим дополнительное форсирующее звено , (
) при этом ПФ разомкнутой скорректированной АС примет вид:
Рис. 14 Коэффициенты разомкнутой системы с дополнительным корректирующим звеном.
ЛАЧХ и ЛФЧХ с дополнительным корректирующим звеном представлены на рисунке 15:
Рис. 15 ЛАЧХ и ЛФЧХ с дополнительным корректирующим звеном.
По ЛАЧХ и ЛФЧХ определяем запас устойчивости по фазе следующим образом: По графику зависимости A(f) определяем f =2,85 (Гц) по пересечению графика с осью абсцисс. По полученной величине частоты определяем из второго графика (ЛФЧХ) зависимости φАС(f):
φАС=-175(град); ∆φ=-180-(-175)=-5 (град).
Необходимый коэффициент A определить не удастся, так как ЛФЧХ не пересекает фазу в -180 град.
Вывод: АС не устойчива, т.к. ∆φ не попадает в интервал [-40;-30].
Продолжаем далее корректировать систему подбирая оптимальные значения коэффициента форсирующего звена:
![]() | А, дБ | ![]() |
0,1 | /-/ | -5 |
0,04 | -17 | -12 |
0,025 | -29 | -34 |
Выбираем АС с параметром , то есть
ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной автоматической системы представлены на рисунке 16:
Рис. 16 ЛАЧХ и ЛФЧХ откорректированной исследуемой САУ.
Вывод: Скорректированная АС устойчива по критерию Найквиста, т.к. ∆φ= -34 попадает в интервал [-40; -30], также запас по амплитуде составляет А= -29 дБ.
Вывод по работе:
Так как значение относительного коэффициента затухания удовлетворяет условию
, то характер переходной функции представляет собой колебательный процесс, чему соответствует и заданное значение
. Расчетные значения коэффициента передачи К=13 и времени соответствуют заданным.
По результатам курсовой работы можно сделать следующие выводы:
1. Исследование элементарных звеньев было проведено в соответствии с теорией автоматического управления, это подтверждается проверочными расчетами после исследования каждого элементарного звена и их полученными характеристиками – ЛАЧХ, ЛФЧХ и переходной.
2. Синтезированная из элементарных звеньев автоматическая система до включения в неё дополнительного форсирующего звена была не устойчива по критерию Найквиста. После коррекции и подбора коэффициента запасы устойчивости по фазе и амплитуде находились в допустимых пределах.
Задание на курсовую работу выполнено в полном объеме.