Порядок выполнения работы

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ НЕФТИ И ГАЗА

Кафедра Кибернетических систем

Методические указания

к лабораторной работе № 6

по дисциплине «Теория автоматического управления»

на тему «Коррекция статических и динамических свойств САУ в пакете Matlab»

Тюмень 2010

Цель работы:необходимо обеспечить заданную точность САУ; выбрать значения параметров регулятора, обеспечивающих желаемые динамические свойства САУ; подтвердить путем моделирования то, что в результате введения корректирующего устройства (регулятора) САУ приобрела желаемые свойства.

Постановка задачи

При исследовании способов коррекции статических свойств САУ в качестве исходных данных выступают передаточная функция неизменяемой части системы вида (1)

и задающее воздействие вида

Путем моделирования в пакете Matlab (Simulink) создается модель объекта регулирования и определяется её статические и динамические характеристики.

1. Проанализируем реакцию системы при подаче на вход сигнала получим графики .

Модель САУ в пакете Matlab выглядит следующим образом:

Рисунок 1 – Модель САУ

Рисунок 2 - Графики

Экспериментальная величина .

2. Сравним полученную таким образом экспериментальнуювеличину с теоретической, вычисленной по формуле (2).

(2)

Величины называются коэффициентами ошибок и определяются по формулам:

(3)

где - передаточная функция САУ по ошибке управления, равная

(4)

- передаточная функция разомкнутой САУ.

при

Таким образом расчетная величина ошибки и значение, полученное экспериментально, совпадают.

Задача синтеза системы заключается в обеспечении следующих свойств системы:

εуст	tрег , c ≤	, % ≤

Как видно, для заданной системы величина статической ошибки не удовлетворяет заданной.

Коррекция статических свойств САУ

1. Применяя способы коррекции статических свойств, обеспечим требуемую статическую ошибку системы при отработке задающего воздействия

1) увеличение коэффициента усиления прямоготракта системы K=20

Рисунок 3 - Модель САУ при K=20

Рисунок 4 - Графики

Увеличив коэффициент усиления прямоготракта системы, получили требуемую статическую ошибку ε_уст=0 при отработке задающего воздействия .

2) введение в прямой тракт системы интегрирующих звеньев

Рисунок 5 - Модель САУ при введении интегрирующего звена

При введении интегратора система становится неустойчивой. Для приведения ее к устойчивости установим коэффициент передаточной функции К=1.

Рисунок 6 - Графики

При введении интегрирующих звеньев система имеет нулевую статическую ошибку при отработке постоянного задающего воздействия .

3) охват объекта управления местной неединичной положительной обратной связью

Рисунок 7 - Модель САУ при введении ПОС

Рисунок 8 - Графики

Система имеет нулевую статическую ошибку.

2. При исследовании коррекции динамических свойств САУ в качестве исходных данных выступают передаточная функция неизменяемой части системы вида (1) и передаточная функция регулятора вида

(5)

Задающее воздействие .

1. Получим путем моделирования графики и в системе.

Рисунок 9 - Модель САУ с И-регулятором

Рисунок 10 - Графики

2. Определим время регулирования и перерегулирование , а также запасы устойчивости в исходной системе

%,

.

Коррекция динамических свойств САУ

Применяя описанный выше способ коррекции динамических свойств САУ, найти экспериментально значение , обеспечивающее в системе заданные показатели качества ( , ). при необходимости увеличить коэффициент .

Рисунок 12 – Модель скорректированной САУ

Рисунок 13 - Графики

Прямые показатели качества: ,

Порядок выполнения работы

Лабораторная работа выполняется на персональной ЭВМ в пакетах MatLab. Порядок выполнения работ следующий:

1. По заданным параметрам объекта в пакете Simulink построить модель САУ, определяется её статические и динамические характеристики.

2. Применяя способы коррекции статических свойств (повышение К, ввод интегрирующих звеньев, введение положительной обратной связи), обеспечить требуемую статическую ошибку системы.

3.Рассчитать систему с И-регулятором и исследовать ее в пакете Simulink.

4.Для системы с И-регулятором экспериментально определить ПОС, введение которой обеспечивает заданные значения показателей качества системы.

Варианты

Передаточная функция САУ имеет вид: .

№	K0	T, c	ξ	εуст	tрег , c ≤	, % ≤
		0,1	0,8
		0,2	0,7		2,5
		0,3	0,6
		0,4	0,5		min
		0,5	0,4
		0,6	0,3		3,5	min
		0,7	0,85		min
		0,8	0,75		min
		0,9	0,65
		0,1	0,55		2,5
	2,5	0,2	0,45			min
		0,3	0,35		2,5	min
	1,5	0,4	0,8			min
		0,5	0,7		1,5
		0,6	0,6		min
		0,7	0,5		min
		0,8	0,4		2,5
	4,5	0,9	0,3			min
		0,2	0,85		1,5
		0,3	0,75

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: