1 Вступна частина

1.1 Призначення

Конспект заняття призначений для викладача при підготовці і проведенні лабораторного заняття, а також для самостійної підготовки студентів. Дане заняття призначене:

• для надання студентам практичних знань та навиків роботи з програмним комплексом "МВТУ" версія 3.0; 

• для освоєння процедур формування структурної схеми САР і її параметрів;

• для освоєння процедур роботи в режимі МОДЕЛЮВАННЯ, а саме: вибору методу і параметрів інтеграції; виведення даних розрахунку і т.п.;

• для освоєння методів формування структурної схеми САР простої моделі, що описується в змінних "вхід-вихід".

2. Мета заняття

• ознайомлення з додатковими можливостями ПК "МВТУ";

• освоєння основних процедур роботи в режимі АНАЛІЗ, включаючи: 

  • підготовку структурної схеми САР для розрахунку АФЧХ;

  • розрахунок і побудова графіків різних амплітудно-фазових частотних характеристик (ЛАХ, ФЧХ, годограф Найквіста і ін.);

  • аналіз стійкості замкнутої САР по амплітудно-фазових частотних характеристиках розімкненої САР, використовуючи графік годограф Найквіста або одночасний розгляд графіків ЛАХ і ФЧХ;

  • аналіз стійкості розімкнених і замкнутих САР з використанням частотного критерію Михайлова; 

  • розрахунок коефіцієнтів, полюсів і нулів передавальних функцій і визначення стійкості по теоремах Ляпунова (по полюсах або по власних числах);

•   аналіз стійкості САР з використанням частотних критеріїв (критерії Найквіста і Михайлова) і по теоремах Ляпунова (по полюсах) з подальшою корекцією параметрів САР. 

2 Основна частина

2.1 Вступ

У лабораторній роботі № 1 Вами був розглянутий ряд процедур роботи в середовищі ПК "МВТУ" стосовно основного режиму аналізу динамічних процесів в керованих технічних системах, а саме, до режиму МОДЕЛЮВАННЯ. 

Для глибшого аналізу динамічних характеристик систем автоматичного регулювання (САР) широко використовуються методи, засновані на амплітудно-фазових частотних характеристиках системи (ЛАХ, ФЧХ, годографи різного типа і ін.). Тому в ПК "МВТУ" реалізований новий режим роботи - АНАЛІЗ, одна з опцій якого дозволяє визначити вище перелічені амплітудно-фазові частотні характеристики більшості САР. 

Для чисто лінійних САР чисельні алгоритми, які реалізовані в ПК "МВТУ", дозволяють обчислити амплітудно-фазові частотні характеристики (ЛАХ, ФЧХ, годограф Найквіста і ін.) в "класичному" вигляді. Приблизно аналогічний підхід для розрахунку амплітудно-фазових частотних характеристик в лінійних САР реалізований у відомих зарубіжних ПК SIMULINK, VisSim і ін. 

Для визначення амплітудно-фазових частотних характеристик нелінійних САР в малій околиці стаціонарного стану (нульові початкові умови) або якогось динамічного стану (ненульові початкові умови) необхідно заздалегідь виконати лінеаризацію рівнянь динаміки САР. Процедура лінеаризації рівнянь може бути виконана або автоматично (програмним комплексом), або "уручну" (Користувачем) на аркуші паперу... Вищезгадані зарубіжні ПК "надають" Користувачу лише 2-ий варіант...  Для багатьох нелінійних САР (що не містять типових нелінійних блоків із зоною нечутливості) розрахунок частотних характеристик в середовищі ПК "МВТУ" виконується з використанням чисельної лінеаризації динамічної моделі САР, яка виконується автоматично (розрахунковим ядром ПК) в околиці базової точки.