5. Практикум по расчету и исследованию нелинейных систем

В соответствии с учебной программой дисциплины «Теория автоматического управления» материал модуля «Нелинейные АСУ» должен быть закреплен студентами в ходе практических занятий. Практикум предполагает проведение компьютерных исследований НС на динамических моделях в среде пакета MATLAB/Simulink.

Настоящий раздел содержит программы выполнения четырех практических работ. Поскольку основные теоретические положения и описания систем, предложенных для исследования в первых двух работах, изложены в предыдущих разделах пособия, студенты, приступая к выполнению этих работ, должны обратиться к материалу этих разделов.

Перед проведением исследований на ПЭВМ студент должен уяснить суть выполняемой работы, проработать основные теоретические положения, связанные с её темой, выполнить необходимые расчеты, составить модели исследуемых АСУ, подготовить таблицы и выполнить другие действия, предусмотренные инструкцией по проведению работы.

Отчет по работе должен содержать: цель работы, краткие теоретические сведения, результаты расчетов и исследований в виде таблиц и графиков с необходимыми комментариями, а также выводы.

При защите работы студент должен знать соответствующий теоретический материал, уметь дать физическую трактовку результатов исследований и обосновать выводы.

Работа а. Исследование нелинейной системы с двухпозиционным реле с зоной неоднозначности

Цель работы– изучение особенностей релейной системы с двухпозиционным реле; освоение методики определения параметров автоколебаний; анализ влияния характеристик релейного элемента и линейной части на свойства АСУ.

Описание исследуемой системы, методика расчета с конкретным примером, а также схема модели в пакете Simulink приведены в разделе 2.5.1.

А.1. Программа выполнения работы

1. Составить структурную схему (модель) НС.

Таблица А.1

Исходные данные

№ варианта	Т, с	К, рад/сВ	b	c	z
1	0,1	10	7	1	0,1
2	0,2	10	5	1	0,1
3	0,5	10	10	1	0,1
4	1,0	10	5	1	0,1
5	0,8	10	5	0,8	1
6	0,1	5	5	2	1
7	0,2	5	5	2	1
8	0,3	5	10	4	1
9	0,5	5	10	4	0,5
10	0,7	5	15	5	0,5
11	0,9	5	15	5	0,5
12	1,0	5	15	4	0,5
13	0,1	3	5	5	-1
14	0,2	3	7	5	-1
15	0,3	3	1,5	1	-1
16	0,4	3	1	1	-1
17	0,5	3	10	10	-0,5
18	0,8	3	5	10	-0,5
19	1,0	3	10	6	-0,5
20	0,1	2	3	5	-0,5
21	0,3	2	5	5	0,2
22	0,5	1,5	7	10	0,2
23	0,7	3	15	10	0,2
24	1,0	0,5	1	1	2

2. Записать условие гармонического баланса и определить для заданного варианта (табл. А.1) амплитуду и частоту автоколебаний. Расчет выполнить аналитическим или графоаналитическим методом (по указанию преподавателя).

3. На ПЭВМ составить модель НС.

4. Установив в интеграторе начальные условия для заданных параметров с и b, а также значений, отличных от заданных на ±20%, выполнить моделирование и экспериментально определить параметры автоколебаний. Результаты занести в таблицу (см. табл. А.2). При моделировании вывести на экран графики переходных процессов у(t) и dу(t)/dt.

Таблица А.2.