6.3. Содержание отчета
Функциональная и структурная схемы, передаточная функция и параметры САУ, логарифмические характеристики.
Схемы моделирования, списки соединений, директивы моделирования.
Результаты моделирования фазового дискриминатора (дискриминационная характеристика) и управляемого генератора (зависимость частоты от коэффициента K1).
Результаты моделирования системы ФАПЧ с объяснением полученных эффектов (зависимость ошибки e от начальной расстройки частот, переходные процессы для двух значений начальной разности фаз, биения на выходе фазового дискриминатора, полоса удержания и схватывания).
Заключение, содержащее постановку задач исследования, методику их проведения и основные выводы.
6.4. Контрольные вопросы
1. Почему исследуемая система является нелинейной?
2. Описать методику расчета постоянной времени RC-цепи в фазовом дискриминаторе.
3. Какой порядок астатизма имеет система ФАПЧ (ответ обосновать)?
4. Описать метод анализа нелинейной системы ФАПЧ.
5. Описать методику анализа линеаризованной системы. Как определяются параметры такой системы?
6. Почему начальная разность фаз существенно влияет на вид переходного процесса системы?
7. Объяснить форму биений на выходе фазового дискриминатора в случае, когда начальная расстройка частот f превышает полосу схватывания системы.
8. Указать способ сведения к нулю остаточной ошибки e, обусловленной начальной расстройкой частот генераторов.
Частотный метод определения автоколебаний
В НЕЛИНЕЙНОЙ САУ (практическое занятие 6)
Цель работы:
1) знакомство с особенностями существенно нелинейных САУ;
2) анализ нелинейной САУ с помощью уравнения замыкания и проверка результатов анализа методом моделирования.
7.1. Постановка задач исследования
Задана передаточная
функция линейной инерционной части
САУ:
и ее параметры:T=21-№
, KV=1/T,
где № - номер бригады.
На входе линейной инерционной части САУ включен безынерционный нелинейный элемент - идеальное реле (с=1в).
Требуется найти решение уравнения замыкания (графическим способом), определить параметры автоколебаний в нелинейной САУ (амплитуду и частоту), после чего проверить результаты теоретического анализа методом моделирования.
7.2. Описание схемы моделирования
Схема моделирования приведена на рис.8 и содержит компоненты «DIFF», «HILO» и «LAPLACE» из библиотеки «Abm.slb». В атрибутах «HILO» указать верхний и нижний уровни ограничения: HI=1, LO=-1; в атрибутах «LAPLACE» задать передаточную функцию линейной части системы. Входное воздействие (генератор V1 типа «VPWL») положить равным единице.
7.3. Задание по экспериментальной части работы
В режиме «Transient» исследовать автоколебания в нелинейной САУ. Оценить амплитуду и частоту гармонического процесса.
7.4. Содержание отчета
1. Задание, графическое решение уравнения замыкания (годографы), расчет амплитуды и частоты автоколебаний.
2. Схема моделирования, списки соединений, директивы моделирования.
3. Результаты экспериментальных исследований (осциллограмма гармонического процесса и его параметры).
4. Заключение, содержащее постановку задач исследования, методику их проведения и основные выводы.
Рис.8
7.5. Контрольные вопросы
1. Сформулировать условие возникновения автоколебаний в нелинейной САУ.
2. Указать ограничения, при которых справедлив анализ автоколебаний в нелинейной САУ.
3. Возможно ли существование автоколебаний в нелинейной системе с интегратором и одним апериодическим звеном (ответ обосновать)?
4. Возможно ли существование автоколебаний в исследуемой системе, если реле имеет зону нечувствительности (b=0.1v; b=0.5v)?
5. Устойчива ли исследуемая система без нелинейного элемента (ответ обосновать)?
6. Какие изменения в параметры системы следует внести, чтобы амплитуда автоколебаний увеличилась?
7. Какие изменения в параметры системы следует внести, чтобы частота автоколебаний увеличилась?
Содержание
1. Возможности пакета DesignLab 8.0.и краткая инструкция для работы с ним . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Моделирование устройств радиоавтоматики методом замещения LCR-цепью (лабораторная работа 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. Моделирование САУ с электронным интегратором
(лабораторная работа 2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
4. Коррекция систем (лабораторная работа 3) . . . . . . . . . . . 10
5. Решение систем дифференциальных уравнений
(лабораторная работа 4) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
6. Моделирование системы синхронизации
(лабораторная работа 5) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
7. Частотный метод определения автоколебаний в нелинейной САУ
(лабораторная работа 6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19