2. Предварительное задание
2.1. Параметры САУ, как типового звена 2-го порядка, представлены в табл. 3.
2.2. Записать дифференциальное уравнение, уравнение в операционной и операторной форме типового звена второго порядка с заданными постоянной времени Т и коэффициента демпфирования ζ
13
Параметры САУ, как типового звена 2-го порядка
Таблица 3
вариант |
Собственная частота
ωо |
Постоянная времени
Т
|
Коэффициент Демпфирования
ζ |
1 |
10 |
0.01 |
0.1 |
2 |
20 |
0.02 |
0.15 |
3 |
30 |
0.03 |
0.2 |
4 |
40 |
0.04 |
0.25 |
5 |
50 |
0.05 |
0.3 |
6 |
60 |
0.06 |
0.35 |
7 |
70 |
0.07 |
0.4 |
8 |
80 |
0.08 |
0.45 |
9 |
90 |
0.09 |
0.5 |
10 |
100 |
0.1 |
0.55 |
11 |
110 |
0.15 |
0.6 |
12 |
120 |
0.2 |
0.65 |
13 |
130 |
0.25 |
0.7 |
14 |
140 |
0.3 |
0.75 |
15 |
150 |
0.35 |
0.8 |
16 |
160 |
0.4 |
0.85 |
17 |
170 |
0.001 |
0.9 |
18 |
180 |
0.002 |
0.95 |
19 |
190 |
0.003 |
0.12 |
20 |
200 |
0.004 |
0.16 |
21 |
210 |
0.005 |
0.23 |
22 |
220 |
0.006 |
0.33 |
23 |
230 |
0.007 |
0.38 |
24 |
240 |
0.008 |
0.42 |
25 |
250 |
0.009 |
0.48 |
14
и, собственной частотой колебаний ωо и коэффициентом демпфирования ζ.
2.3. Записать передаточные функции типового звена 2-го порядка.
2.4. Представить зависимость времени регулирования от постоянной времени, времени регулирования от частоты собственных колебаний, перерегулирования от коэффициента демпфирования.
2.5. Определить время регулирования и перерегулирования для заданных значений параметров САУ, как типового звена 2-го порядка.
3. Методические указания к выполнению лабораторной работы
3.1. Набрать структурную схему САУ как ТДЗ 2-го порядка с постоянной времени и коэффициентом демпфирования и, собственной частотой и коэффициентом демпфирования в подсистеме Simulink.
Коэффициент передачи САУ подобрать экспериментально.
3.1.1. В подсистеме Simulink для исследования временных характеристик на входе структурных схем систем установить порт In и на выходе – порт Out.
3.1.2. Осуществить запуск расчета перечисленных харак-теристик - окно ► .
3.2. Исследовать влияние постоянной времени Т и собственной частоты ωо на время регулирования в структурных схемах.
Постоянную времени изменять увеличивая в 2 раза или уменьшая в два раза (не менее 9 значений).
Частоту собственных колебаний изменять также (не менее 9 значений).
3.3. Исследовать влияние коэффициента демпфирования ζ на перерегулирование в структурных схемах.
Коэффициент демпфирования изменять уменьшая в 2 раза или увеличивая в 2 раза (не менее 8 точек и обязательное значение 0.707).
15
3.4. Исследовать влияние соотношения вещественной и мнимой части корней САУ с характеристическим уравнением 2-го порядка на время регулирования и перерегулирование
Полученное значение вещественной и мнимой частей корня изменять поэтапно, начиная из младшего разряда (последняя цифра после запятой).
3.4. Исследовать, используя выще приведенные команды (операторы), влияние постоянной времени одного подобранного апериодического звена 1-го порядка на параметры качества регулирования САУ с характеристическим уравнением 3-го порядка.
Постоянную времени Т изменять таким образом, чтобы определить ее значение не влияющее на показатели качества и снять зависимость времени регулирования и перерегулирования от значения Т (не менее 8 точек).
3.5. Исследовать, используя выще приведенные команды (операторы), влияние постоянной времени двух подобранных апериодических звеньев 1-го порядка на параметры качества регулирования САУ с характеристическим уравнением 4-го порядка.
Постоянные времени Т двух апериодических звеньев 1-го порядка изменять таким образом, чтобы определить их значения не влияющее на показатели качества и снять зависимость времени регулирования и перерегулирования от значения Т (не менее 8 точек).
3.6. Сделать выводы по работе
4. Контрольные вопросы
4.1. Зависимость времени регулирования от постоянной времени ТДЗ 2-го порядка.
4.2. Зависимость времени регулирования от частоты собственных колебаний.
4.3. Зависимость перерегулирования от коэффициента демпфирования.
4.4. Зависимость соотношения разрядов вещественной части и мнимой части на на время регулирования и перерегулирование.
16
4.5. Влияние постоянной времени 1-го апериодического первого порядка звена на параметры качества САУ.
4.6. Влияние постоянной времени 2-х апериодических звеньев первого порядка на параметры качества САУ.
Библиографический список
1. Методические указания к выполнению лабораторных работ 1-5 по курсу “Теория автоматического управления” для студентов специальностей 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения / Сост. А.П. Харченко, Ю.С. Слепокуров. Воронеж.: ВГТУ, 2003. 23 с.
2. Методические указания к выполнению лабораторных работ 6-10 по курсу “Теория автоматического управления” для студентов специальностей 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения / Сост. А.П. Харченко, Ю.С. Слепокуров. Воронеж.: ВГТУ, 2003. 46 с.
3. Методические указания к выполнению лабораторных работ 11-12 по курсу “Теория автоматического управления” для студентов специальностей 210300 “Роботы и робототехнические системы” дневной и вечерней форм обучения / Сост. А.П. Харченко, Ю.С. Слепокуров. Воронеж.: ВГТУ, 2003. 19 с.
17
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению лабораторных работ 13 –14 по дисциплине
“Теория автоматического управления” для студентов
специальности 210300
“Роботы и робототехнические системы”
очной и очно-заочной (вечерней ) форм обучения
Составители