- •Оглавление
- •Предисловие
- •Методические указания и порядок выполнения лабораторных работ
- •Исследование динамических свойств типовых звеньев систем автоматического управления
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование частотных характеристик линейных систем автоматического управления
- •Теоретические сведения
- •Оценка показателей качества во временной области по ачх
- •Порядок выполнения работы
- •Изучение правил преобразования структурных схем систем автоматического управления
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование замкнутых систем автоматического управления
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование влияния расположения полюсов передаточной функции на динамические свойства выходных процессов
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование влияния расположения нулей передаточной функции на динамические свойства выходных процессов
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование нелинейных систем автоматического управления
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование скользящих режимов в нелинейных системах автоматического управления
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Исследование систем автоматического управления с цифровыми регуляторами
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Синтез систем автоматического управления с заданным движением
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Синтез систем стабилизации неустойчивых объектов автоматического управления путем размещения полюсов
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Синтез систем автоматического управления с полной обратной связью
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Синтез оптимальных систем автоматического управления с полной обратной связью
- •Теоретические сведения
- •Порядок выполнения работы
- •Синтез систем автоматического управления с наблюдателем пространственного состояния
- •Теоретические сведения.
- •Порядок выполнения работы.
- •Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических работ
- •Исследование выходных процессов одномерных линейных стационарных систем
- •Задания к расчетно-графической работе
- •Исследование выходных процессов многомерных линейных стационарных систем
- •Задания к расчетно-графической работе
- •Методические указания по выполнению курсовой работы
- •Варианты заданий на выполнение курсовой работы
- •Состав пояснительной записки
- •Заключение.
- •Библиографический список
- •Краткие теоретические сведения
- •Синтез систем по требованиям к точности подавления постоянно действующих возмущений
- •Синтез систем по требованиям к точности подавления гармонических возмущений
- •Синтез систем управления по заданным перерегулированию и времени регулирования
- •Синтез систем с компенсатором возмущающего воздействия
- •Синтез систем с полной обратной связью при наличии входных воздействий
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Определение передаточных функций и выходных характеристик корректирующих устройств
- •Дифференциальные уравнения и передаточные функции объектов автоматизации
- •Объекты автоматизации с возвратно-поступательным перемещением рабочего органа
- •Объекты автоматизации с вращательным движением рабочего органа
- •Определение дифференциальных уравнений и передаточных функций нестационарных систем
- •Определение дифференциальных уравнений и передаточных функций стационарных систем с распределенными параметрами
- •Анализ выходных характеристик и определение передаточных функций дискретных систем автоматического управления
- •Анализ управляемости и наблюдаемости систем автоматического управления в пространстве состояний
- •Анализ чувствительности систем автоматического управления, представленных моделями «вход-выход»
- •Частотные характеристики элементов и систем автоматического управления
- •Преобразование структурных схем
- •Преобразование структурных схем, представленных моделями «вход-выход»
- •Преобразование структурных схем, представленных моделями «вход-состояние-выход»
- •Исследование устойчивости линейных стационарных систем автоматического управления на основе критериев устойчивости
- •Алгебраические критерии устойчивости
- •Частотные критерии устойчивости
- •Выделение областей устойчивости линейных стационарных систем. D - разбиение
- •Определение коэффициентов ошибок и точности воспроизведения задающего воздействия систем автоматического управления
- •Структурные методы повышения точности систем автоматического управления
- •Заключение
- •Библиографический список
- •В авторской редакции
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
Порядок выполнения работы
Установить связь между параметрами звена с передаточной функцией и его полюсами.
Задавшись расположением полюсов (s1=-1 s2,3=-0.05j1); (s1=-1 s2,3=-0.2j1); (s1=-1 s2,3=-0.5j1); (s1=-1 s2,3=-0.8j1), рассчитать для каждой тройки полюсов параметры звена Т1, Т2 и .
Осуществить моделирование переходных процессов при единичном ступенчатом входном воздействии для каждой тройки полюсов. Результаты моделирования представить на одном графике. По результатам моделирования сделать вывод о характере изменения переходных процессов во взаимосвязи с изменением расположения полюсов.
Задавшись расположением полюсов (s1=-2 s2,3=-0.05j1); (s1=-2 s2,3=-0.2j1); (s1=-2 s2,3=-0.5j1); (s1=-2 s2,3=-0.8j1), рассчитать для каждой тройки полюсов параметры звена Т1, Т2 и . Повторить п. 3.
Сравнить результаты моделирования пп. 2, 3 и п. 4. Сделать выводы.
Задавшись расположением полюсов (s1=-1 s2,3=-0.2j1); (s1=-1 s2,3=-0.2j0,8); (s1=-1 s2,3=-0.2j0,5); (s1=-1 s2,3=-0,2j0,2), рассчитать для каждой тройки полюсов параметры звена Т1, Т2 и . Повторить п. 3.
Задавшись расположением полюсов (s1=-2 s2,3=-0.2j1); (s1=-2 s2,3=-0.2j0,8); (s1=-2 s2,3=-0.2j0,5); (s1=-2 s2,3=-0,2j0,2), рассчитать для каждой тройки полюсов параметры звена Т1, Т2 и . Повторить п. 3.
Сравнить результаты моделирования п.п. 6 и 7. Сделать выводы.
Задавшись расположением полюсов (s1=-0,05 s2,3=-1j1); (s1=-0,2 s2,3=-1j1); (s1=-0,5 s2,3=-1j1); (s1=-0,8 s2,3=-1j1) , рассчитать для каждой тройки полюсов параметры звена Т1, Т2 и . Повторить п. 3.
Сделать общий вывод по работе.
Исследование влияния расположения нулей передаточной функции на динамические свойства выходных процессов
Цель работы: Изучение влияния расположения нулей передаточной функции звена на качество (характер) переходных процессов при ступенчатом входном воздействии.
После выполнения лабораторной работы необходимо знать:
Влияние расположения нулей передаточной функции звена (системы) на качество переходного (выходного) процесса.
Связь между расположением нулей и показателями качества регулирования (перерегулирование, недорегулирование).
Теоретические сведения
Перед началом выполнения работы целесообразно ознакомится с разделом 3.8.3. учебного пособия /1/. Ниже приводятся краткие теоретические сведения, достаточные для выполнения лабораторной работы.
Влияние нулей на характер переходных процессов несколько более сложное, чем полюсов /3/. В первую очередь это объясняется тем, что если расположение полюсов определяет характер видов движения системы, то расположение нулей определяет пропорцию, в которой эти составляющие объединены.
Можно разделить нули на быстрые и медленные. Быстрые нули расположены значительно дальше от границы устойчивости, чем доминирующие полюсы, вследствие чего практически не оказывают влияния на характер переходного процесса. Медленные нули, наоборот расположены гораздо ближе к границе устойчивости по отношению к доминирующему полюсу и оказывают значительное влияние на такие показатели качества как перерегулирование и недорегулирование. Кроме того, следует отметить, что нули не оказывают влияния на устойчивость системы и поэтому могут быть как отрицательными, так и положительными. При этом быстрые положительные (неминимально–фазовые) нули приводят к недорегулированию, а отрицательные – к перерегулированию.
Для оценки количественных соотношений, определяющих ключевые показатели динамики системы, приведем без доказательства некоторые соотношения.
Для систем, имеющих неминимально-фазовые нули /3/ характерно недорегулирование u, удовлетворяющее условию
, 35135\* MERGEFORMAT (.)
где с – неминимально–фазовый доминирующий нуль, tрег – время регулирования, d<<1 – ширина полосы отклонения от установившегося значения, т.е. , , x(t) – реакция системы, имеющей единичный коэффициент усиления на нулевой частоте на единичное входное воздействие.
Таким образом, если система характеризуется наличием неминимально-фазовых нулей, то имеется компромисс между увеличением быстродействия и уменьшением недорегулирования.
Для систем, имеющих медленные (минимально-фазовые) нули характерно перерегулирование р, нижняя граница которого, при условии, что нуль с и доминирующий полюс р связаны соотношением , определяется выражением
, 36136\* MERGEFORMAT (.)
где К>0 – параметр, удовлетворяющий условию:
.
Как видно из 136 при наличии минимально–фазовых нулей имеется компромисс между быстродействием системы и уменьшением перерегулирования.