1856
.pdf21
Так как характеристическое уравнение (4.6) имеет два корня, переходная составляющая имеет два члена
y |
пер |
(t) = C lP t1 |
+ C |
2 |
lP2 t . |
(4.11) |
|
1 |
|
|
|
Подставив (4.10) и (4.11) в (4.8) получим кривую переходного процесса системы
|
|
|
|
y(t) =1+ C lP t1 +C |
2 |
lP2 t . |
|
|
|
|
(4.12) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Постоянные интегрирования C1,C2 из уравнения (4.12) находятся из |
|
|
||||||||||||||||||||
системы, состоящей из двух уравнений и имеющей два неизвестных |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
lP t1 |
+ C2 |
lP2 t |
= 0; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
1+ C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.13) |
||||||||
|
|
|
|
|
P lP t11 +C |
|
P lP t12 = 0. |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
C |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4.1 |
||
|
Варианты исходных данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
|
|
8 |
|
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
kоб |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
|
2,8 |
|
3,0 |
3,2 |
3,4 |
3,6 |
3,8 |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,8 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tоб |
15 |
20 |
25 |
30 |
|
35 |
|
40 |
|
45 |
|
50 |
55 |
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Порядок выполнения работы
1Задать исходные данные, присвоив переменным kрег ,tи ,tпр ,kоб ,Tоб значения. kоб и Tоб определяются в соответствии с вариантом, пред-
ложенным преподавателем табл.4.1. kрег ,tи ,tпр задаётся из диапазона 0,1...60. Входная величина g = 1. Для этого необходимо:
•ввести в желаемом месте документа имя переменной;
•ввести оператор присваивания с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражение);
•ввести в появившейся местозаполнитель значение переменной.
2Далее следует найти корни характеристического уравнения (4.6). Для этого необходимо вычислить коэффициенты A0 , A1, A2 по формулам
(4.7). Корни уравнения (4.6) определяются, используя встроенную функцию polyroots(v) , где v − вектор составленный из коэффициентов характеристического уравнения. Возвращающим значением данной функции будет вектор, составленный из корней рассматриваемого уравнения рис.4.2.
Для построения вектора нужно, поставив курсор в местозаполнитель, с помощью клавиши <Ctrl>+<C> или нажатием соответствующей кнопки Matrix or Vector (Создание матрицы или вектора) на панели инструмен-
22
тов Matrix (Матрица) вызвать окно Insert Matrix (Вставить матрицу), где задать число столбцов (для вектора равно 1) и строк.
|
A2 |
|
|
|
|
−0.075− 0.037i |
|
A1 |
|
p := polyroots (v) |
p = |
||
v := |
|
|
−0.075+ 0.037i |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
A0 |
|
|
|
|
Рис.4.2 Нахождение корней характеристического уравнения
3Проанализировав полученные данные, составить уравнение описывающее переходной процесс системы. Для этого следует воспользоваться теоретической частью данной работы.
4Задать временной интервал t , на котором будет производиться исследование. Рекомендуется использовать не менее 10 шагов в интервале. Для этого необходимо:
•ввести в желаемом месте документа имя переменной t ;
•ввести оператор присваивания с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражение);
•нажать кнопку Range Variable (Ранжированная переменная) на панели Matrix (Матрица), либо ввести символ <;> с клавиатуры;
•в появившихся местозаполнителях ввести нижний и верхний
пределы изменения времени t . Чтобы задать шаг изменения переменной:
•поместить линию ввода на значение начала диапазона;
•ввести запятую <,>;
•в появившийся местозаполнитель ввести значение шага изменения переменной.
Пример задания временного интервала показан на рис.4.3.
t := 0,30.. 300
Рис.4.3 Интервал изменения времени
5Найти постоянные интегрирования C1 ,C2 . Они находятся из решения системы уравнений (4.13). Для решения системы уравнений (4.13) в среде MathCAD необходимо:
•в свободном месте документа написать ключевое слово “Given ”;
•ниже записывается система с использованием логических опера-
торов равенства; Логический оператор равенства следует вставлять пользуясь панелью
инструментов Boolean (Булевы операторы), либо сочетанием клавиш <Ctrl>+<=>.
23
•для решения системы относительно переменных C1 ,C2 используется встроенная функция Find , аргументами которой являются
искомые переменные.
Для нахождения решения системы в общем виде необходимо выделить курсором функцию Find и вставить оператор символьного вывода нажатием соответствующей кнопки на панели Symbolic (Символика) или Evaluation (Выражения), либо сочетанием клавиш <Ctrl>+<.>.
Необходимо присвоить постоянным интегрирования C1 ,C2 их значения в общем виде, из полученного выше вектора столбца. Причём переменная t в этих выражениях равняется 0 .
Пример решения системы уравнений показан на рис.4.4.
Given |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + C ep1 t + C ep2 t |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C p ep1 t |
+ C p ep2 t |
|
|
0 |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
1 |
1 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
) |
|
( |
|
) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
− p |
|
t |
|
|||||||
Find(C ,C |
) → |
|
|
p |
|
|
|
exp p |
|
|
|||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|||||
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
−p1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
exp(p2 t) (p1 − |
p2) |
Рис.4.4 Решение системы уравнений
Необходимо присвоить постоянным интегрирования C1 ,C2 их значения в общем виде, из полученного выше вектора столбца рис.4.5. Причём переменная t в этих выражениях равняется 0 .
C1 := p2 |
1 |
C2 := −p1 |
1 |
|
|
||
(p1 − p2) |
(p1 − p2) |
Рис.4.5 Присвоение переменным интегрирования полученных значений
6На данном шаге необходимо задать ранее составленное уравнение переходного процесса системы. Оно представляет собой функцию y(t) . Для этого нужно:
•ввести в желаемом месте документа имя функции y(t) ;
•ввести оператор присваивания с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражение);
•в появившемся местозаполнителе ввести полученное ранее выражение, описывающее переходной процесс.
24
7Построить график, отложив по вертикальной оси выходную величину y(t) , а по горизонтальной время t . Для построения графика нужно с
помощью клавиши <Shift>+<2> или нажатием соответствующей кнопки XY Plot (XY (декартовый) график) на панели инструментов Graph (График) вывести шаблон графика, где по оси абсцисс задать время t , а по ординат выходную величину y(t) .
8Изменив значения kрег ,tи ,tпр , повторить расчёт. Количество расчётов задаётся преподавателем.
Содержание отчёта
•Название и цель лабораторной работы.
•Графики динамических характеристик.
•Выводы по каждому из графиков о качестве и устойчивости системы.
•Вывод о влиянии параметров регулятора на качество и устойчивость системы.
Лабораторная работа №5 Исследование устойчивости и качества АСР, состоящей из объекта
2-го порядка и ПИД-регулятора Цель работы: провести анализ устойчивости системы состоящей из
объекта, представляющего собой апериодическое звено 2-го порядка и ПИДрегулятора.
Краткие теоретические сведения
Структурная схема АСР представлена на рис.5.1
G(t) |
Wрег |
(P) |
Wоб (P) Y(t) |
|
Рис.5.1 Структурная схема АСР
25
Передаточная функция регулятора
W |
|
(P) = k |
|
+ |
kрег |
+ k |
|
t |
|
P. |
|
(5.1) |
|||||
рег |
рег |
|
рег |
пр |
|
||||||||||||
|
|
|
|
t |
и |
P |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Передаточная функция объекта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Wоб |
( p) = |
|
|
|
|
|
|
kоб |
|
|
|
|
|
, |
(5.2) |
||
(Tоб1 P +1) (Tоб2 |
P +1) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
где kрег ,kоб − коэффициенты усиления регулятора и объекта; Tоб1,Tоб2 − постоянные времени объекта;
tи − время изодрома; tпр − время предварения;
P − параметр Лапласа, который при нулевых начальных условиях отожде-
ствляется с оператором дифференцирования |
|
d |
. |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
dt |
|
|
||
Передаточная |
функция |
системы |
в |
|
разомкнутом |
состоянии |
||
Wраз (P) =Wрег (P) Wоб (P) , в замкнутом состоянии с отрицательной обрат- |
||||||||
ной связью |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W (P) = |
Wраз (P) |
= |
|
Y(P) |
, |
(5.3) |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||||
|
зам |
1+Wраз (P) |
|
G(P) |
|
|
||
|
|
|
|
|
где Y(P) − изображение по Лапласу регулируемого параметра;
G(P) − изображение по Лапласу управляющего (задающего) воздействия системы регулирования.
Следовательно, дифференциальное уравнение АСР в операторной форме имеет вид:
Y(P) (1+Wрег (P) Wоб (P)) = G(P) Wрег (P) Wоб (P). |
(5.4) |
Подставив в уравнение (5.4) передаточные функции объекта (5.2) и регулятора (5.1) и проведя необходимые преобразования с переходом к оригиналам функций y(t),g(t) , получим дифференциальное уравнение линейной системы автоматического регулирования.
Найдём общее и частное решение полученного дифференциального уравнения для скачкообразного управляющего воздействия g(t) =g01(t), (g0 = const) .
Характеристическое уравнение имеет вид
1+W |
рег |
(P) W |
(P) = A P3 |
+ A P2 |
+ A P + A , |
(5.5) |
||||||
|
|
|
|
об |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
|
||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A = |
T |
|
T |
t |
|
; A = |
(Tоб1 + Tоб2 ) tи |
+ tи tпр |
; |
(5.6) |
||
об1 |
об2 |
|
и |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0 |
|
kоб kрег |
|
|
1 |
|
kоб kрег |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26
t
A2 = tи + kоб иkрег ; A3 =1.
Построим кривую переходного процесса, используя классический метод решения дифференциального уравнения для скачкообразного управляющего
воздействия g(t) =g01(t), (g0 |
= const) . Процесс регулирования определяется в |
||
виде |
|
|
|
|
y(t) = yуст (t) + yпер (t), |
(5.7) |
|
где |
yуст (t) − установившаяся |
составляющая; |
yпер (t) − переходная составляю- |
|
n |
Pk −корни характеристического уравнения (5.5); |
|
щая; |
yпер (t) = ∑ Ck l Pk t , где |
||
|
k =1 |
|
|
Ck − постоянные интегрирования, зависящие от начальных условий. Численные значения постоянных C1,C2 ,...,Cn находятся из реализации теоре-
мы о начальном значении оригинала функции и её производных и решения системы n − линейных алгебраических уравнений с n неизвестными
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
y(i) (t) = y(устi) |
(t) + ∑(Pk )i Ck |
lPk t ; i = 0,1,2,..., n −1. |
(5.8) |
||||||
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
Установившаяся составляющая |
|
|
|
|
|
|
|
||
y |
(t)=t t |
|
d2g |
|
+t |
dg |
+g=1. |
(5.9) |
|
dt2 |
|
||||||||
уст |
и пр |
|
и dt |
|
Так как характеристическое уравнение (5.5) имеет два корня, переходная составляющая имеет два члена
y |
пер |
(t) = C lP t1 |
+C |
2 |
lP2 t +C lP3 t . |
(5.10) |
|
1 |
|
3 |
|
Подставив (5.9) и (5.10) в (5.7) получим кривую переходного процесса системы
|
|
|
|
y(t) =1+ C lP t1 |
+ C |
2 |
lP2 t + C |
3 |
lP3 t . |
|
|
(5.11) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Постоянные интегрирования C1 ,C2,C3 из уравнения (5.11) находятся из |
|
||||||||||||||||||||||||||||
системы, состоящей из двух уравнений и имеющей два неизвестных |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
+ C1 |
lP1 |
t |
+ C2 |
lP2 t |
|
+ C3 |
lP3 |
t |
|
= 0; |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
P lP1 t + C |
|
P lP2 t + C |
|
P lP3 t = 0; |
|
(5.12) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
C |
2 |
3 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
C P21 lP1 t + C |
2 |
P |
2 lP2 t + C |
3 |
P 2 |
lP3 t = 0. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5.1 |
||
|
Варианты исходных данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
5 |
|
6 |
7 |
|
|
8 |
|
9 |
|
|
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|||||
kоб |
2,0 |
2,2 |
2,4 |
2,6 |
|
2,8 |
3,0 |
3,2 |
|
3,4 |
3,6 |
|
|
3,8 |
4,0 |
4,2 |
4,4 |
4,6 |
4,8 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Tоб1 |
15 |
20 |
25 |
30 |
|
35 |
40 |
45 |
|
50 |
55 |
|
|
60 |
65 |
70 |
75 |
80 |
85 |
||||||||||
Tоб2 |
75 |
70 |
65 |
60 |
|
55 |
50 |
45 |
|
40 |
35 |
|
|
30 |
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
27
Порядок выполнения работы
1 Задать исходные данные, присвоив переменным kрег ,tи ,tпр , kоб ,Tоб1 ,Tоб2 значения. kоб ,Tоб1,Tоб2 определяются в соответствии с вариантом, предложенным преподавателем табл.5.1. kрег ,tи ,tпр задаётся из диапазона 0,1...60. Входная величина g = 1. Для этого необходимо:
•ввести в желаемом месте документа имя переменной;
•ввести оператор присваивания с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражение);
•ввести в появившийся местозаполнитель значение переменной;
2Далее следует найти корни характеристического уравнения (5.5). Для этого необходимо вычислить коэффициенты A0 , A1 , A2 , A3 по формулам (5.6). Корни уравнения (5.5) определяются, используя встроенную функцию polyroots(v) , где v − вектор, составленный из коэффициентов характеристического уравнения. Возвращающим значением данной функции будет вектор, составленный из корней рассматриваемого уравнения рис.5.2.
Для построения вектора нужно, поставив курсор в местозаполнитель, с помощью клавиши <Ctrl>+<C> или нажатием соответствующей кнопки Matrix or Vector (Создание матрицы или вектора) на панели инструментов Matrix (Матрица) вызвать окно Insert Matrix (Вставить матрицу), где задать число столбцов (для вектора равно 1) и строк.
|
A3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−0.077 |
|
|
|
A2 |
|
|
||||
p := polyroots (v) |
p = |
−0.045 − 0.041i |
|
||||
v := |
|
|
|||||
|
A1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
−0.045 + 0.041i |
||
|
A0 |
|
|
|
|
Рис.5.2 Нахождение корней характеристического уравнения
3Проанализировав полученные данные, составить уравнение описывающие переходной процесс системы. Для этого следует воспользо-
ваться теоретической частью данной работы.
4Задать временной интервал t , на котором будет производиться исследование. Рекомендуется использовать не менее 10 шагов в интервале. Для этого необходимо:
•ввести в желаемом месте документа имя переменной t ;
•ввести оператор присваивания с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на
28
панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражение);
•нажать кнопку Range Variable (Ранжированная переменная) на панели Matrix (Матрица), либо ввести символ <;> с клавиатуры;
•в появившихся местозаполнителях ввести нижний и верхний
пределы изменения времени t . Чтобы задать шаг изменения переменной:
•поместить линию ввода на значение начала диапазона;
•ввести запятую <,>;
•в появившийся местозаполнитель ввести значение шага измене-
ния переменной.
Пример задания временного интервала показан на рис.5.3.
t := 0,30.. 300
Рис.5.3 Интервал изменения времени
5Найти постоянные интегрирования C1 ,C2,C3 . Они находятся из решения системы уравнений (5.12). Для решения системы уравнений (5.12)
всреде MathCAD необходимо:
•в свободном месте документа написать ключевое слово “Given”;
•ниже записывается система с использованием логических опера-
торов равенства.
Логический оператор равенства следует вставлять пользуясь панелью инструментов Boolean (Булевы операторы), либо сочетанием клавиш <Ctrl>+<=>.
• для решения системы относительно переменных C1 ,C2,C3 ис-
пользуется встроенная функция Find , аргументами которой являются искомые переменные.
Для нахождения решения системы в общем виде необходимо выделить курсором функцию Find и вставить оператор символьного вывода нажатием соответствующей кнопки на панели Symbolic (Символика) или Evaluation (Выражения), либо сочетанием клавиш <Ctrl>+<.>.
Необходимо присвоить постоянным интегрирования C1 ,C2 их значения в общем виде, из полученного выше вектора столбца. Причём переменная t в этих выражениях равняется 0 .
Пример решения системы уравнений показан на рис.5.4.
Необходимо присвоить постоянным интегрирования C1 ,C2,C3 их значения в общем виде, из полученного выше вектора столбца рис.5.5. Причём переменная t в этих выражениях равняется 0 .
29
Given
1 + C1 ep1 t
C1 p1 ep1 t
C1 p12 ep1
Find(C1,C2,C3)→
+ C ep2 t + C ep3 t |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ C p |
2 |
ep2 t + C p |
3 |
ep3 t |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
t + C p |
|
2 |
ep2 t + C p |
|
2 ep3 t |
|
|
|
0 |
|
|
|||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
|
1 |
t |
|
|
||||||
|
|
|
|
−p3 p2 |
|
|
|
|
|
|
|
exp |
−p |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
(p |
1 |
− p |
) (p |
1 |
− p |
) |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
p3 |
|
|
|
|
|
exp(−p2 t) |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
p1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
(p1 − p2) |
(−p3 + p2) |
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp(−p3 t) |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
−p2 |
|
p1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
(−p1 p3 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
p2 p1 − p3 p2 + p3 ) |
Рис.5.4 Решение системы уравнений
C1 := −p3 p2 |
1 |
|
p3 |
|
1 |
|||
|
|
|
|
|||||
(p1 − p3) (p1 − p2) |
C2 := p1 |
|
||||||
(p1 − p2) |
(−p3 + p2) |
|||||||
C3 := −p2 p1 |
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|||||
(−p1 p3 + p2 p1 − p3 p2 + p32) |
|
|
Рис.5.5 Присвоение переменным интегрирования полученных значений
6На данном шаге необходимо задать ранее составленное уравнение переходного процесса системы. Оно представляет собой функцию y(t) . Для этого нужно:
•ввести в желаемом месте документа имя функции y(t) ;
•ввести оператор присваивания с помощью клавиши <:> или нажатием соответствующей кнопки Definition (Присваивание) на панели инструментов Calculator (Калькулятор) или Evaluation (Выражение);
•в появившемся местозаполнителе ввести полученное ранее вы-
ражение, описывающее переходной процесс.
7Построить график, отложив по вертикальной оси выходную величину y(t) , а по горизонтальной время t . Для построения графика нужно с
помощью клавиши <Shift>+<2> или нажатием соответствующей кнопки XY Plot (XY (декартовый) график) на панели инструментов Graph (График) вывести шаблон графика, где по оси абсцисс задать время t , а по ординат−выходную величину y(t) .
8Изменив значения kрег ,tи ,tпр , повторить расчёт. Количество расчётов задаётся преподавателем.
30
Содержание отчёта
•Название и цель лабораторной работы.
•Графики динамических характеристик.
•Выводы по каждому из графиков о качестве и устойчивости системы.
•Вывод о влиянии параметров регулятора на качестве и устойчивость системы.
Лабораторная работа №6 Исследование устойчивости и качества АСР, состоящей из объекта
3-го порядка и ПИД-регулятора Цель работы: провести анализ устойчивости системы состоящей из
объекта, представляющего собой апериодическое звено 3-го порядка и ПИДрегулятора.
Краткие теоретические сведения
Структурная схема АСР представлена на рис.6.1.
G(t) |
Wрег |
(P) |
Wоб (P) Y(t) |
|
Рис.6.1 Структурная схема АСР Передаточная функция регулятора
W |
|
(P) = k |
|
+ |
kрег |
+ k |
|
t |
|
P. |
(6.1) |
||
рег |
рег |
|
рег |
пр |
|||||||||
|
|
|
t |
и |
P |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Передаточная функция объекта
Wo |
(p) = |
|
kоб |
|
, |
(6.2) |
|
(Tоб1 |
P +1) (Tоб2 P +1) (Tоб3 |
P +1) |
|||||
|
|
|
|