- •Оглавление
- •1. Понятие о нелинейных системах
- •1.1. Типовые нелинейности
- •1.1.1. Элемент с зоной нечувствительности
- •1.1.2. Элемент с мертвым ходом (люфт)
- •1.1.3. Элемент с насыщением
- •1.1.4. Двухпозиционное реле
- •1.2. Статические характеристики соединений нэ
- •2. Динамика нелинейных систем
- •2.1. Исследование нелинейных систем методом фазовой плоскости
- •2.2. Метод гармонической линеаризации. Передаточная и частотная функции нс
- •2.3. Метод гармонического баланса
- •2.4. Скользящие режимы в нелинейных асу
- •2.5. Примеры исследования динамики нелинейных систем
- •2.5.1. Исследование нелинейной следящей системы с двухпозиционным реле с зоной неоднозначности
- •2.5.2. Исследование релейной аср в скользящем режиме
- •3. Устойчивость и оценка качества нелинейных систем
- •3.1. Методы исследования нелинейных систем на устойчивость
- •3.2. Оценка качества нелинейных систем
- •4. Случайные процессы в нелинейных асу
- •4.1. Нелинейное преобразование случайных сигналов
- •4.2. Постановка задачи статистической линеаризации
- •5. Практикум по расчету и исследованию нелинейных систем
- •Работа а. Исследование нелинейной системы с двухпозиционным реле с зоной неоднозначности
- •А.1. Программа выполнения работы
- •Результаты эксперимента
- •А.2. Контрольные вопросы
- •Работа в. Исследование релейной аср в скользящем режиме
- •В.1. Программа выполнения работы
- •В.2. Контрольные вопросы
- •Работа с. Исследование аср температуры в электрической печи сопротивления с релейными регуляторами
- •С.1. Описание исследуемой системы
- •С.2. Программа выполнения работы
- •С.3. Контрольные вопросы
- •Работа d. Исследование позиционного привода с нелинейными элементами
- •D.1. Описание объекта исследований
- •D.2. Программа выполнения работы
- •D.3. Контрольные вопросы
- •Литература
Результаты эксперимента
c |
b |
f, Гц |
а, с-1 |
А0 |
0,8сЗАД |
bЗАД |
|
|
|
сЗАД |
bЗАД |
|
|
|
1,2сЗАД |
bЗАД |
|
|
|
сЗАД |
0,8bЗАД |
|
|
|
сЗАД |
1,2bЗАД |
|
|
|
5. Сравнить полученные при моделировании результаты с результатами расчетов и сделать выводы о влиянии параметров с и b НЭ на амплитуду и частоту автоколебаний.
6. Средствами Simulink построить фазовую траекторию . Воспользовавшись полученными кривыми переходных процессову(t) и dу(t)/dt, нанести на фазовую траекторию 5-7 точек для выбранных моментов времени.
7. Выполнить моделирование для заданных параметров АСУ при заданном (табл. А.1) внешнем воздействии z.
8. Выполнить анализ полученных при моделировании результатов. Обратить внимание на влияние внешнего возмущения на параметры автоколебаний.
9. Сделать выводы.
А.2. Контрольные вопросы
Какие разновидности характеристик релейных элементов вам известны?
В чем суть гармонической линеаризации?
Какие допущения положены в основу метода гармонической линеаризации?
Какова сущность метода гармонического баланса?
Влияют ли параметры линейной части системы на параметры автоколебаний?
Работа в. Исследование релейной аср в скользящем режиме
Цель работы – исследование скользящего режима работы АСР с анализом устойчивости автоколебаний.
Описание исследуемой системы, методика расчета с конкретным примером, а также схема модели в пакете Simulink приведены в разделе 2.5.2.
В.1. Программа выполнения работы
1. Определить параметры автоколебаний в системе без дополнительной обратной связи по производной. Значение параметров передаточной функции линейной части, а также тип и характеристики нелинейного элемента для различных вариантов приведены в табл. В.1.
2. Обосновать справедливость применения метода гармонической линеаризации.
3. Проверить найденный периодический режим на устойчивость.
Таблица В.1
Исходные данные
Вариант |
Параметры ФС (р) |
Характеристика НЭ |
AДОП | ||||
Статическая характеристика |
Коэффициенты гармони-ческой линеаризации | ||||||
K, c-1 |
T, c |
|
q1(A) |
q2(A) | |||
1 |
5 |
0,1 |
0,5 |
c = 10 |
0 |
0,5 | |
2 |
10 |
0,1 |
1,0 | ||||
3 |
5 |
0,5 |
1,5 | ||||
4 |
10 |
0,05 |
1,0 |
b = 0,5; c = 5 |
при |
0 |
1,0 |
5 |
8 |
0,05 |
0,5 | ||||
6 |
5 |
0,05 |
0,05 | ||||
7 |
5 |
0,5 |
0,5 |
b = 5; c = 5 |
при |
при |
2,0 |
8 |
5 |
0,1 |
0,5 | ||||
9 |
10 |
0,2 |
1,0 | ||||
10 |
10 |
1,0 |
0,5 |
b = 0,5; c = 5; = 45 |
при |
0 |
0,5 |
11 |
15 |
1,0 |
0,5 | ||||
12 |
5 |
0,2 |
0,5 | ||||
13 |
20 |
0,02 |
0,15 |
c = 5 |
0 |
1,0 | |
14 |
10 |
0,02 |
0,3 | ||||
15 |
5 |
0,02 |
0,45 | ||||
16 |
5 |
0,5 |
0,5 |
b1 = 2; b2 = 3; c = 2 |
при |
при |
0,5 |
17 |
5 |
0,1 |
0,5 | ||||
18 |
5 |
0,1 |
1,0 |
4. Оценить значение коэффициента обратной связи по производной, при котором амплитуда автоколебаний не будет превышать допустимого значения АДОП. Оценить также частоту этих автоколебаний.
5. Создать модель нелинейной системы и выполнить моделирование в двух режимах: без дополнительной обратной связи по производной и с этой обратной связью при найденном значении коэффициента обратной связи. Сопоставить полученные результаты с расчетными.
6. Найти по результатам моделирования зависимость параметров автоколебаний (найденных в п. 1), от значений коэффициента передачи и постоянной времени линейной части, а также от величины параметра снелинейного элемента. Построить соответствующие зависимости.
7. Построить в Simulink фазовые портреты системы с обратной связью и без неё.
8. Сделать выводы по результатам расчетов и моделирования.