- •Исследование систем автоматического управления
- •Оглавление
- •Глава 1. Изучение пакетов matlab и scilab
- •1.1. Краткие сведения о работе в среде MatLab
- •1.2. Работа в среде SciLab
- •Практическая работа
- •Задания на практическую работу
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Исследование временных характеристик типовых динамических звеньев
- •2.1. Передаточная функция сау
- •2.2. Типовые динамические звенья
- •2.3. Временные характеристики динамических звеньев
- •2.4. Использование MatLab для моделирования систем
- •На основе передаточных функций
- •Использование команд языка сценариев
- •Использование Simulink
- •2.5. Использование SciLab для моделирования систем
- •На основе передаточных функций
- •Использование script-языка
- •Рекомендации по моделированию дифференцирующего звена с замедлением и изодромного звена
- •Использование средств визуального моделирования
- •Практическая работа
- •Содержание отчета о работе
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Глава3. Частотные характеристики типовых динамических звеньев
- •3.1. Виды частотных характеристик линейных систем
- •3.2. Построение частотных характеристик на основе
- •Передаточных функций
- •3.2. Построение частотных характеристик в среде MatLab
- •3.3. Построение частотных характеристик в среде SciLab
- •Практическая работа
- •Задание к практической работе
- •Содержание отчета о работе
- •Контрольные вопросы
- •Глава4. Структурные преобразования сау
- •4.1. Виды соединений сау
- •Последовательное соединение звеньев
- •Параллельное соединение звеньев
- •Встречно-параллельное соединение (с обратной связью)
- •4.2. Описание соединений звеньев в MatLab
- •4.3. Описание соединений звеньев в среде SciLab
- •Практическая работа
- •Задание к практической работе
- •Содержание отчёта
- •Варианты заданий для практической работы
- •Контрольные вопросы
- •5. Исследование основных структур сау
- •5.1. Разомкнутые системы автоматического управления
- •5.2. Системы автоматического управления по возмущению (системы компенсации)
- •5.3. Замкнутые системы автоматического управления
- •5.4. Астатическое управление
- •5.5. Комбинированные системы автоматического
- •Управления
- •5.6. Описание математической модели управляемого объекта
- •Практическая работа
- •Задание № 5
- •Варианты заданий
- •Требования по оформлению отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Глава6. Исследование устойчивости сау
- •6.1. Устойчивость линейных сау
- •6.2. Алгебраический критерий устойчивости Гурвица
- •6.3. Алгебраический критерий устойчивости Рауса
- •6.4. Критерий устойчивости Михайлова
- •6.5. Критерий устойчивости Найквиста
- •6.6. Логарифмический критерий
- •Практическая работа
- •Содержание отчета
- •Варианты заданий
- •Контрольные вопросы
- •Глава7. Комплексное исследование сау
- •7.1. Представление сау в векторно-матричной
- •Форме (state space)
- •Практическая работа
- •Задание
- •Варианты заданий
- •Глава8. Исследование точности сау. Коррекция
- •Статических и динамических свойств сау
- •8.1. Точность сау
- •8.2. Коррекция статических свойств сау
- •8.3. Увеличение коэффициента усиления
- •Прямого канала системы
- •8.4. Введение интегрирующих звеньев в прямой
- •Канал системы
- •8.5. Охват объекта управления местной неединичной
- •Положительной обратной связью
- •8.6. Коррекция динамических свойств сау
- •8.7. Практическая работа
- •Содержание отчёта
- •Контрольные вопросы
- •Глава9. Вычисления в matlab/scilab
- •9.1. Создание m-файлов-сценариев в MatLab
- •9.2. Редактирование и отладка файлов-сценариев
- •9.3. Специальные константы SciLab
- •9.4. Элементы программирования на языке matlab/SciLab
- •9.5. Построение графиков
- •9.6. Изображение сетки в графической области
- •9.7. Вывод названий графика и осей
- •Глава10. Работа в среде simulink
- •10.1. Запуск Simulink
- •10.2. Обозреватель разделов библиотеки Simulink
- •10.3. Создание модели исследуемого объекта
- •10.4. Создание подсистем
- •10.5. Выполнение расчета
- •10.6. Отображение сигналов в окне осциллографа
- •10.7. Описание свойств основных блоков Simulink
- •Глава11. Работа в средеxcos
- •11.1. Основные возможности Xcos
- •11.2. Запуск Xcos
- •11.3. Создание модели системы
- •11.4. Настройка параметров моделирования
- •11.5. Создание суперблоков
- •11.6. Описание свойств основных блоков Xcos
- •Библиографический список
Содержание отчета о работе
Титульный лист.
Задание к лабораторной работе, дифференциальное уравнение системы согласно табл. 5 и варианту, вывод передаточной функции из дифференциального уравнения системы.
Передаточные функции ТДЗ согласно варианту (табл. 6).
Вывод выражений для переходных и импульсных характеристик, построение импульсных и переходных характеристик на основе полученных выражений.
Собранные схемы для снятия характеристик и результаты моделирования с использованием средств визуального моделирования и осциллограммы полученных переходных временных характеристик.
Программный код команд для определения передаточных функций ТДЗ согласно варианту и осциллограммы полученных переходных временных характеристик.
Расчет основных показателей качества на основании переходных характеристик.
Выводы о влиянии на импульсные и переходные характеристики параметров передаточных функций.
Таблица 5
Дифференциальные уравнения САУ (x – выход, y – вход)
№ Варианта |
Уравнение системы |
1 | |
2 | |
3 | |
4 |
Окончание табл.5
№ Варианта |
Уравнение системы |
5 | |
6 | |
|
|
7 | |
8 | |
9 | |
10 | |
11 | |
12 | |
13 | |
14 | |
15 | |
16 | |
17 | |
18 | |
19 | |
20 | |
21 |
Таблица 6
Варианты заданий
№ в-та |
Название звена |
Значения параметров |
1 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 1; 2; 5 |
Апрериодическое 1-го порядка Изодромное Интегрирующее с замедлением |
1) k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,5 =const, k = 0,5; 1; 5 | |
Колебательное |
1) k = 1=const, T = 0.1= const, 2) =const, k = 1=const, T = 0,1; 0,5; 1 3) =const, T = 0,5 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
2 |
Усилительное, Интегрирующее |
k = 0,5; 1; 2 |
Апериодическое 1-го порядка, Консервативное, Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 2 =const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,75=const, k = 0,5; 1; 5 |
Продолжение табл. 6
№ в-та |
Название звена |
Значения параметров |
2 |
Колебательное |
1) k = 1=const, T = 0,25 = const, 2) =const, k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0.5=const, k = 0.5; 1; 5 |
3 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,1; 0,2; 0,5 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 0,75 2) T = 0,75 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
Колебательное |
1) k = 1=const, T = 0,1 = const, 2) = const, k = 1 = const, T = 0,1; 0,5; 0,75 3) = const, T = 0,5 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
4 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,5; 1; 2 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 1=const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,5 =const, k = 0,5; 1; 2 | |
Колебательное |
1) k = 0,75 = const, T = 0,25 = = const, 2) = const, k = 2 = const, T= 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0,75 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
5 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 1; 2; 5 |
Апериодическое 1-го порядка Изодромное Интегрирующее с замедлением, |
1) k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,5 =const, k = 0.5; 1; 5 | |
Колебательное |
1) k = 1=const, T = 0,25 = const, 2) = const, k = 1 = const, T= 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0,5 = const, k = 0,5; 1; 2 |
Продолжение табл. 6
№ в-та |
Название звена |
Значения параметров |
6 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,1; 0,2; 0,5 |
Апериодическое 1-го порядка Форсирующее 1-го порядка Изодромное |
1) k = 1=const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,5 =const, k = 0,5; 1; 5 | |
Колебательное Форсирующее 2-го порядка |
1) k = 1= const, T = 0,1= const, 2) = const, k = 1 = const, T = 0,1; 0,5; 1 3)= const, T= 0,5 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
7 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,1; 0,25; 0.5 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 2=const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 1=const, k = 0,5; 1; 2 | |
Колебательное |
1) k = 1=const, T = 0,1=const, 2) =const, k = 1=const, T = 0,1; 0,5; 0,75 3) =const, T = 0,5=const, k = 0,5; 1; 2 | |
8 |
Усилительное Интегрирующее Дифференцирующее |
k = 0,25; 0,5; 1 |
Апериодическое 1-го порядка Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 1=const, T = 0,1=const; 0,5; 0,75; 1 2) T = 0,5=const, k = 0,5; 1; 5 | |
Колебательное |
1) k = 1=const, T = 0,5=const, 2) =const, k = 1=const, T = 0,1; 0,5; 1 3) =const, T = 0,5 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
9 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 1; 1,5; 2 |
Продолжение табл. 6
№ в-та |
Название звена |
Значения параметров |
9 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 0,75 = const, T= 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,75 =const, k = 0,5; 1; 5 |
Колебательное |
1) k = 1= const, T = 0,25, 2) = const, k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0,5, k = 0,5; 1; 5 | |
10 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,25; 0,5; 1 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Изодромное |
1) k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 0,75; 1 2) T = 0,5=const, k = 0,5; 1; 2; 5 | |
Колебательное |
1) k = 1,5= const, T = 0,25 = const, 2) = const, k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0,5 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
11 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 1; 2; 5 |
Апериодическое 1-го порядка Изодромное Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,5= const, k = 0,5; 1; 5 | |
Колебательное |
1) k = 1= const, T = 0,25 = const, 2) = const, k = 1= const, T = 0,25; 0,5; 1 3) =const, T = 0,75 = const, k = 0,5; 1; 5 | |
12 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,1; 0,25; 0,5 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Форсирующее 1-го порядка |
1) k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,5 = const, k = 0,5; 1; 5 |
Окончание табл. 6
№ в-та |
Название звена |
Значения параметров |
12 |
Колебательное |
1) k = 1,5 = const, T = 0,1=const, 2) =const, k = 1,5 = const, T = 0,1; 0,5; 0,75 3) =const, T = 0,25 = const, k = 0,5; 1; 2 |
13 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,5; 1; 2 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 1,25 = const, T = 0,25; 0,5; 1 2) T = 0,75 = const, k = 0,5; 1; 2 | |
Колебательное |
1) k = 1= const, T = 0,25= const, 2) = const, k = 1, T = 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0,5= const, k = 0,5; 1; 5 | |
14 |
Усилительное Интегрирующее |
k = 0,25; 0,75; 1 |
Апериодическое 1-го порядка Консервативное Форсирующее 1-го порядка Дифференцирующее с замедлением |
1) k = 1,5 = const, T = 0,1; 0,5; 1 2) T = 0,55 = const, k = 0,5; 1; 2 | |
Колебательное |
1) k = 1= const, T = 0,25= const, 2) = const, k = 1= const, T = 0,1; 0,5; 1 3) = const, T = 0,5= const, k = 0,5; 1; 2 |