Самостоятельно ознакомьтесь с возможностями редактирования графика посредством других опций диалогового окна Настройки.
Закончив процедуры редактирования параметров графического окна, переместите курсор на кнопку Да и закройте данное диалоговое окно. Графическое окно будет иметь вид, подобный рис. 9.
Рис. 9
Измените значение k1 на новое: 0.2. Повторите процесс моделирования, перемасштабируйте окно графиков по окончании расчета. Данные свидетельствуют, что хотя перерегулирование и отсутствует, но время переходного процесса значительно превышает 20 секунд. Если Вы измените в диалоговом окне графического окна значение К в названии графика, то графическое окно с данными расчета будет иметь вид, подобный рис. 10.
Рис. 10
Снова измените значение k1 на новое: 0.35. Повторите вышеописанные процедуры. Анализ полученных данных показывает, что Вы добились требуемых характеристик переходного процесса: перерегулирование – отсутствует; время входа в 5-процентную «трубку» не превышает 20 секунд (рис. 11).
Рис. 11
Ознакомительная задача завершена. Сохраните задачу на диск.
Сформированная Вами структурная схема САР в дальнейшем будет использована для освоения новых рабочих процедур, в том числе и для других режимов работы программного комплекса «МВТУ».
Лабораторная работа 3
Тема: Типовые блоки САУ
Цель работы: исследовать свойства простейших динамических звеньев, звеньев первого и второго порядка.
Задачи работы:
- построить стенд для проведения временного и частотного анализа исследуемых звеньев;
- оценить влияние параметров звеньев на их характеристики: 
, ЛАЧХ, ФЧХ, АФЧХ.
Краткие теоретические сведения.
Простейшие звенья:
- пропорциональное, передаточная функция 
;
- интегрирующее, передаточная функция 
;
- дифференцирующее, передаточная функция 
.
Звенья первого порядка – такие, которые описываются дифференциальным уравнением первого порядка:
- инерционное, передаточная функция 
;
- инерционно-дифференцирующее, (реальное дифференцирующее), передаточная функция 
;
- инерционно-форсирующее, передаточная функция 
;
Звенья второго порядка:
- колебательное, передаточная функция 
;
- апериодическое, передаточная функция 
.
Звено запаздывания:
- передаточная функция 
.
Стенд для исследования характеристики звеньев – рис. 1.
При удалении (замене) какого-либо блока в ПК «МВТУ» автоматически удаляются все связи, подключенные к его входу и выходу. Для сохранения линий связи по обе стороны от исследуемого блока (на рис. 1 это интегратор, отмеченный точками) поставлены пропорциональные блоки с коэффициентом усиления k=1.
Рис. 1
Таким образом, при смене исследуемого блока (звена) удалятся только его связи с пропорциональными звеньями. Остальные линии связи сохранятся.
Кроме того, стенд имеет вход и выход гармонического сигнала для частотного анализа.
Блоки с обозначением Y1 (с подписью «Вход») и Y2 (с подписью «Выход») – это блоки «В память» из закладки «Субструктуры». Именно эти блоки используются при частотном анализе.
В блоке, задающем ступенчатое единичное возмущение, желательно для наглядности задать параметры [1 0 1]. Это означает, что возмущение подается через 1с после начала процесса. А процесс начинает рассматриваться при нулевом возмущении.
Пример расчета временных и частотных характеристик
На примере инерционного звена (рис. 2) проведем временной и частотный анализ.
Рис. 2.
Параметры звена: 
. Параметры расчета показаны на рис. 3. Результаты расчета показаны на рис. 4.
Для выполнения частотного анализа необходимо нажать на кнопку «Анализ» в верхней строке Главного меню, и в выпадающем меню выбрать «Частотный анализ». На экране появится заставка «Параметры частотного анализа» – рис. 5.
Рис. 3. Рис. 4
Рис. 5.
На данной заставке для построения ЛАЧХ и ФЧХ необходимо выбрать (нажать на кнопку) «Характеристик».
В результате появится и окно характеристик – рис. 6 и новая заставка – рис. 7.
Рис. 6 Рис. 7
После нажатия на красный значок «+» в левой стороне заставки, в ней активируется строка № 1, которую необходимо заполнить, как показано на рис. 8. При повторном нажатии на «+» активируется следующая строка № 2.
Рис. 8
Содержимое остальных окон на заставке «Параметры частотного анализа» можно оставить по умолчанию такими, как на рис. 8.
После нажатия на клавишу «Расчет» в окне характеристик появятся ЛАЧХ и ФЧХ исследуемого звена – рис. 9. После нажатия на клавишу «Да» заставка и окно характеристик исчезают, но внесенные в заставку параметры сохраняются.
Рис. 9
Для построения АФЧХ необходимо снова нажать на кнопку «Анализ». В появившейся заставке необходимо нажать клавишу «Годографов». Тогда ранее заполненные строки № 1 и № 2 будут автоматически удалены, но появится окно годографов.
Нажатием на «+» необходимо снова активировать строку № 1 и заполнить ее, как показано на рис. 10. После нажатия на кнопку «Расчет» в окне годографов будет построена АФЧХ исследуемого звена – рис. 11. Для улучшения качества построения можно увеличить до 1000 «число точек вывода» в соответствующем окне заставки.
Рис. 10 Рис. 11
Меняя на схеме исследуемый блок, и повторяя описанные выше действия, получаем интересующие характеристики различных звеньев.
Примеры выполнения расчетов
Интегрирующее звено. Параметры: 
. Результат расчетов – рис. 12.
Рис. 12
Дифференцирующее звено. Параметры: 
. Результат расчетов – рис. 13.
Рис. 13
Инерционно-дифференцирующее звено.
Параметры: 
. Результат – рис. 14.
Рис. 14
Инерционно-форсирующее звено.
Вариант 1. Параметры: 
. Результат расчета – рис. 15.
Рис. 15
Вариант 2. Параметры: 
. Результат расчета – рис. 16.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
Основные порталы (построено редакторами)