Определить показатели качества САУ в переходном режиме.





1.1. Запустить систему MATLAB 6.X. и средство sisotool,выполнив одноименную команду в командном окне MATLAB.

В результате в окне SISO Design Tool будут отображаться ЛЧХ разомкнутой системы (Open – Loop Bode Editor (C)) и корневой годограф (Root Locus Editor (C)).

1.2. Ввести в модель системы управления передаточные функции объекта управления и регулятора:

Для этого в меню File окна SISO Design Tool выполнить команду Import…, и в открывшемся окне Import System Data ввести в соответствующие текстовые поля указанные передаточные функции в tfформе. По завершении ввода щелкнуть на кнопке ОК.

С помощью меню правой клавиши мыши на графиках ЛЧХ показать координатную сетку.

Информация в левых нижних углах графиков ЛЧХ свидетельствует о том, что замкнутая система устойчива (stable loop), запасы устойчивости по амплитуде равны бесконечности (G.M.:Inf), а запасы устойчивости по фазе составляют 76,3 градуса. (P.M.: 76,3 deg). Запас устойчивости по фазе показан в виде жирного маркера на графике ЛФЧХ.

1.3. Построить переходную характеристику замкнутой системы h(t) и АЧХ замкнутой системы Ф(ω).

С этой целью в меню Tools окна SISO Design Tool в подменю Loop Responses… активизировать команды Closes-Loop Step и Closed-Loop Bode. После этого щелкните правой клавишей мыши в поле графиков Bode Diagram окна LTI Viewer for SISO Design Tool и в открывшемся контекстном меню в подменю Plot Type выберите команду Bode Mag.

Чтобы перестроить характеристику Ф(ω) в абсолютных значениях необходимо в меню Edit окна LTI Viewer for SISO DesignTool активизировать команду Viewer Preferences…, и на вкладке Units в текстовом поле Magnitude in из списка выбрать тип absolute.

1.4. Найти прямые показатели качества переходного процесса.

Щелкните правой клавишей мыши в поле графика Step Response, и в появившемся контекстном меню выберите подменю Characteristics (показатели качества системы), и затем активизируйте команды Peak Response (максимальное значение переходной характеристики hmax) иSetting Time (время регулирования). Установите значение допустимой ошибки для определения времени регулирования равное 5%. Для этого в контекстном меню выберите подменю Properties…, и на вкладке Characteristics в текстовом поле Show setting time within ввести цифру 5. По умолчанию в этом поле фигурирует цифра 2. В результате на переходной характеристике появляются две жирных точки, соответствующие максимальному значению переходной характеристики и времени регулирования. Для получения информации о величине перерегулирования σ(%) укажите курсором на маркер, соответствующий максимальному значению характеристики h(t). В появившейся рядом надписи отображается значение перерегулирования (Overshoot %). Аналогичным образом, наводя показатель мыши на другой маркер, определяем значение времени регулирования (Setting Time:).

1.5. Определить показатели качества переходного процесса по амплитудно-частотной характеристике Ф(ω) замкнутой системы.

Щелкните правой клавишей мыши в поле графика Bode Magnitude diagram и в открывшемся контекстном меню в подменю Characteristicsвыберите команду Peak Response (максимальное значение амплитудно-частотной характеристики). Если навести указатель мыши на появившейся маркер, то можно определить максимальное значение характеристики Ф(ω) (Peak gain (abs):). Чтобы найти частоту ωВ характеризующую полосу пропускания системы на уровне 0,707, щелкните левой клавишей мыши над точкой, расположенной на амплитудно-частотной характеристике. В этой точке появляется маркер в виде черного квадратика, а рядом с ним информация о координатах точки. Укажите курсором на черный квадратик. Курсор принимает форму кисти руки. Нажмите левую клавишу мыши и перемещайте курсор по характеристике Ф(ω) до тех пор, пока значение Magnitude (abs): не станет равным 0,707. Теперь можно определить значение частоты ωВ.

2.Исследовать влияние ширины среднечастотного участка ЛАЧХ разомкнутой системы на показатели качества переходного процесса.

2.1. Расположить окна SISO Design ToolиLTI Viewer for SISODesign Toolрядом друг с другом без перекрытия. На графиках ЛЧХ нули и полюсы передаточной функции разомкнутой системы изображаются соответственно в виде ноликов и крестиков. При этом нули и полюсы объекта управления имеют синий цвет, а нули и полюсы регулятора - красный. Границам среднечастотного участка логарифмической амплитудно-частотной характеристики с наклоном – 20дб/дек в данном случае соответствуют нуль и полюс регулятора.

Сохраните на диске графики ЛЧХ, h(t),Ф(ω) и корневой годограф для исходной системы управления.

2.2. Уменьшите ширину среднечастотного участка в 2 ÷ 3 раза. Для этого навести указатель мыши на ноль (полюс), соответствующий границам среднечастотного участка логарифмической амплитудно-частной характеристики, и удерживая нажатой левую клавишу мыши двигать ею в сторону частоты среза (ωс). В результате необходимо обеспечить симметрию полученного среднечастотного участка относительно частоты среза, и не допустить изменения коэффициента усиления регулятора, который отображается в текстовом поле Current Compensator окна SISODesign Tool.

Зафиксировать значение запаса устойчивости по фазе и показателей качества по характеристикам h(t) и Ф(ω). Сохранить на диске полученные графики ЛЧХ, h(t), Ф(ω) и корневой годограф.

2.3. Создать в системе диполь. Для этого переместить нолик (нуль регулятора) в точку, где находится синий крестик (полюс объекта). Красный крестик (полюс регулятора) переместить на прежнее место. Сохранить все полученные характеристики.

2.4. Увеличить коэффициент усиления регулятора в 2,5 раза путем перетаскивания полученной ЛАЧХ до тех пор, пока ордината ЛАЧХ на частоте w=1 не примет значение +40 дб. Сохранить все полученные характеристики.

 

Содержание отчета

 

1. Структурная схема исследуемой системы управления.

2. Распечатка результатов моделирования (одна на бригаду).

Вычислить верхнее значение времени регулирования tр по частоте wВ, полученной в п.1.5., и по частоте среза wс ЛАЧХ исходной системы (п.1.2). Сравнить найденные значения с tр, указанным маркером на переходной характеристике в п. 1.4.

3.Вычислить значения s,% и tр по переходным характеристикам, полученным в п.2.3 и 2.4 , а также их оценки по соответствующим корневым годографам. Сделать выводы.

 

Контрольные вопросы

1.Как определяются прямые показатели качества системы управления в переходном режиме?

2.Как найти запас устойчивости по модулю и запас устойчивости по фазе на АФХ и ЛЧХ разомкнутой системы?

3.Как влияет длина среднечастотного участка ЛАЧХ разомкнутой системы на величину запаса устойчивости по фазе и как это связано с показателем колебательности М на АЧХ замкнутой системы?

4.Дать понятие доминирующих полюсов.

5. Как найти оценку времени регулирования tр , если:

а) доминирующим является вещественный полюс замкнутой системы; б) доминирующим является пара комплексно-сопряженных полюсов замкнутой системы.

6. Чему равно перерегулирование s,% в системе, если:

а) все полюсы системы вещественные отрицательные;

б) есть пара доминирующих комплексно-сопряженных левых полюсов (остальные вещественные).

 





Читайте также:
Методы цитологических исследований: Одним из первых создателей микроскопа был...
Функции, которые должен выполнять администратор стоматологической клиники: На администратора стоматологического учреждения возлагается серьезная ...
Виды функций и их графики: Зависимость одной переменной у от другой х, при которой каждому значению...

Рекомендуемые страницы:



Вам нужно быстро и легко написать вашу работу? Тогда вам сюда...

Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ! Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.012 с.