5.2. Порядок выполнения работы

Перед началом работы следует получить у преподавателя номер варианта параметров исследуемых САУ.

1. Анализ точности функционирования статической системы

а) В Simulinkсоздайте структуру замкнутой САУ (с единичной обратной связью), на вход которой подаётся заданное ступенчатое воздействие, а передаточная функция прямой цепи соответствует заданной передаточной функции разомкнутой системы. Задайте требуемые значения параметров.

б) Проведите имитационное моделирование, подобрав время решения исходя из полученных на экране графиков ошибки выходной величины исследуемой системы в установившемся режиме.

в) Напечатайте график ошибки и определите по нему ошибку установившегося режима, пользуясь выводом результатов моделирования в таблицу.

г) Отредактируйте структуру исследуемой системы, подав на её вход заданное линейно возрастающее воздействие.

д) Выполните п. "б".

е) Нанесите на полученный в п. "в" график новые значения ошибки в узловых точках, постройте график.

ж) Отредактируйте структуру исследуемой системы, подав на её вход заданную квадратичную функцию времени. Следует иметь в виду, что при подаче данного воздействия величину скачка по ускорению устанавливают равной удвоенному значению , приведенного в табл. 5.1 для выполняемого варианта.

з) Выполните п.п. "б" и "е".

и) Используя выражение (5.2), рассчитайте аналитически значение ошибки в установившемся режиме. В случае расходящейся ошибки определите коэффициенты ошибок по (5.4) или (5.5) и, используя (5.3), определите значение ошибки в произвольный момент времени. Сравните полученные результаты с экспериментальным данными.

к) Отредактируйте структуру исследуемой системы, подав на её вход заданное гармоническое воздействие.

л) Выполните п.п. "б" и "в".

м) Получите и напечатайте ЛЧХ исследуемой системы.

н) Используя выражение (5.6), рассчитайте значение ошибки в установившемся режиме, определив сначала аналитически, а затем по ЛАХ, полученной в предыдущем пункте. Сравните полученные результаты с экспериментальными данными.

2. Анализ точности функционирования астатической системы первого порядка

Выполните п. 1 для структуры, соответствующей исследуемой системе с астатизмом первого порядка.

3. Анализ точности функционирования астатической системы второго порядка

Выполните п. 1 для структуры, соответствующей исследуемой системе с астатизмом второго порядка.

5.3. Варианты заданий

В данной работе исследуется точность установившихся режимов статической, а также астатических систем первого и второго порядка.

Передаточные функции исследуемых систем в общем виде определяются следующим образом:

.

Исходные данные для моделирования указанных систем приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

5.4. Содержание отчета по работе

1. Цель работы.

2. Структурные динамические схемы исследованных систем, их передаточные функции с числовыми значениями параметров, экспериментально полученные графики и результаты аналитических расчетов.

3. Ответы на контрольные вопросы.

5.5. Контрольные вопросы

1. Какие виды установившихся режимов имеют место в САУ?

2. Какая теорема позволяет определить конечное значение ошибки в установившемся режиме?

3. Как определяется значение расходящейся ошибки в произвольный момент времени?

4. Каким образом связаны между собой передаточная функция разомкнутой САУ и её передаточная функция по ошибке?

5. Какими способами можно определить коэффициенты ошибок?

6. Какие системы обладают большей точностью в статическом установившемся режиме?

7. Каков необходимый порядок астатизма САУ для обеспечения нулевой динамической ошибки при воздействии в виде квадратичной функции времени?

8. Каков порядок астатизма САУ, обеспечивающий устойчивый динамический режим при линейно возрастающем воздействии?

9. Какими способами можно определить динамическую ошибку при гармоническом воздействии?

10. В какой связи находятся точность САУ в установившемся режиме и её устойчивость?