5. Порядок выполнения экспериментальных
ИССЛЕДОВАНИЙ
Для выполнения экспериментальных исследований и защиты лабораторной работы отводится три академических часа.
Программа экспериментальных исследований:
а) Построить единичную переходную функцию нескорректированной САУ (рисунок 1) по управлению. По построенному графику определить прямые показатели качества и установившееся значение переходного процесса. Сравнить полученное установившееся значение с расчитанным теоретически.
Процессы в исследуемой САУ можно построить, например, с помощью подсистемы Simulink пакета MATLAB. Для этого командой MATLAB File/New/Model необходимо создать новый файл модели, после чего в окне модели сформировать схему модели (рисунок 4). Для формирования модели использовать следующие элементы библиотек блоков Simulink:
- в библиотеке Continuous (аналоговые блоки) – блок передаточной функции Transfer Fcn (в параметре Numerator ввести коэффициенты полинома числителя передаточной функции звена САУ в порядке убывания степени аргумента; в параметре Denominator ввести коэффициенты полинома знаменателя передаточной функции звена САУ в порядке убывания степени аргумента);
- в библиотеке Sources (источники сигнала) – блок источника постоянного сигнала Constant, которым задается входное возмущающее воздействие, соответствующее единичному скачку 1(t) (параметр Constant value задается равным единице);
- в библиотеке Sinks – осциллограф Scope для построения графиков переходных процессов.
- в библиотеке Math – блок сумматора Sum (для главного сумматора в настройке List of signs второй знак “+“ изменить на “-”);
При необходимости файл модели сохраняется.
Перед построением переходного процесса необходимо предварительно задать параметры расчета посредством меню Simulation/ Simulation parameters окна модели. Для этого в пункте меню Solver (расчет) в разделе Simulation time (время моделирования) задается начальное (Start time) и конечное (Stop time) значение времени расчета. Начальное время задается равным нулю, а конечное время выбирается, исходя из условий решаемой задачи. Запуск задачи на выполнение осуществляется пунктом меню Start.
Рисунок 4 – Пример схемы исследуемой САУ в окне модели Simulink
б) Построить графики переходных процессов в САУ (рисунок 2) с последовательным корректирующим звеном Wkз1(s) при базовом значении параметра К, взятом из таблицы 2, а также при значениях параметра К больших и меньших базового. Определить по ним прямые показатели качества и установившиеся значения. Выявить влияние параметра К на статические и динамические характеристики корректируемой САУ.
в) Построить графики переходных процессов в САУ (рисунок 2) с последовательным корректирующим звеном Wkз2(s) при базовом значении параметра Т1, взятом из таблицы 2, а также при значениях параметра Т1 больших и меньших базового. Определить по ним прямые показатели качества и установившиеся значения. Выявить влияние параметра Т1 на статические и динамические характеристики корректируемой САУ.
г) Построить графики переходных процессов в САУ (рисунок 3) с параллельным корректирующим звеном Wkз3(s) при базовом значении параметра Кос, взятом из таблицы 2, а также при значениях параметра Кос больших и меньших базового. Определить по ним прямые показатели качества и установившиеся значения. Выявить влияние параметра Кос на статические и динамические характеристики корректируемой САУ.
д) Построить графики переходных процессов в САУ (рисунок 3) с параллельным корректирующим звеном Wkз4(s) при базовом значении параметра Т2, взятом из таблицы 2, а также при значениях параметра Т2 больших и меньших базового. Определить по ним прямые показатели качества и установившиеся значения. Выявить влияние параметра Т2 на статические и динамические характеристики корректируемой САУ.
Процессы в исследуемой САУ, построенные на экране монитора, распечатываются или зарисовываются и включаются в отчет по лабораторной работе.
Таблица 1 – Значения параметров нескорректированной системы
№ вар. |
Ктг |
Кд |
Тд |
Кэ |
Тэ |
1 |
0.8 |
2 |
0.5 |
5 |
0.3 |
2 |
0.5 |
3 |
0.3 |
7 |
0.2 |
3 |
0.7 |
5 |
0.2 |
10 |
0.1 |
4 |
0.6 |
7 |
0.4 |
6 |
0.5 |
5 |
0.4 |
9 |
0.5 |
4 |
0.6 |
6 |
0.9 |
12 |
0.3 |
6 |
0.3 |
7 |
0.8 |
15 |
0.2 |
5 |
0.4 |
8 |
0.5 |
11 |
0.4 |
3 |
0.5 |
9 |
0.7 |
7 |
0.5 |
8 |
0.4 |
10 |
0.4 |
9 |
0.3 |
4 |
0.7 |
11 |
0.6 |
3 |
0.2 |
3 |
0.2 |
12 |
0.3 |
4 |
0.4 |
7 |
0.3 |
13 |
0.4 |
6 |
0.5 |
8 |
0.4 |
14 |
0.8 |
2 |
0.3 |
5 |
0.2 |
15 |
0.2 |
8 |
0.2 |
9 |
0.3 |
16 |
0.9 |
6 |
0.4 |
6 |
0.2 |
17 |
4 |
11 |
0.5 |
11 |
0.1 |
18 |
7 |
18 |
0.3 |
10 |
0.5 |
19 |
9 |
21 |
0.2 |
7 |
0.6 |
20 |
5 |
11 |
0.4 |
4 |
0.3 |
21 |
0.9 |
14 |
0.5 |
3 |
0.2 |
22 |
0.7 |
16 |
0.3 |
9 |
0.1 |
23 |
3 |
9 |
0.2 |
15 |
0.5 |
24 |
1 |
7 |
0.4 |
11 |
0.6 |
25 |
0.5 |
5 |
0.5 |
12 |
0.3 |
Таблица 2 – Значения параметров корректирующих звеньев
№ вар. |
К
|
К1 |
Т1 |
Кос |
К2 |
Т2 |
1 |
5 |
0.3 |
0.3 |
0.5 |
7 |
0.3 |
2 |
6 |
0.4 |
0.2 |
0.4 |
9 |
0.2 |
3 |
7 |
0.5 |
0.1 |
0.3 |
5 |
0.1 |
4 |
8 |
0.6 |
0.4 |
0.6 |
15 |
0.4 |
5 |
9 |
0.7 |
0.5 |
0.5 |
12 |
0.5 |
6 |
10 |
0.8 |
0.2 |
0.7 |
11 |
0.2 |
7 |
11 |
0.9 |
0.3 |
0.9 |
6 |
0.3 |
8 |
12 |
0.3 |
0.5 |
0.6 |
8 |
0.5 |
9 |
13 |
0.4 |
0.7 |
0.3 |
3 |
0.7 |
10 |
14 |
0.5 |
0.1 |
0.1 |
9 |
0.1 |
11 |
15 |
0.6 |
0.05 |
0.8 |
5 |
0.05 |
12 |
16 |
0.7 |
0.07 |
0.5 |
7 |
0.07 |
13 |
17 |
0.8 |
0.09 |
0.3 |
1 |
0.09 |
14 |
18 |
0.9 |
0.08 |
0.2 |
3 |
0.08 |
15 |
19 |
0.3 |
0.1 |
0.4 |
9 |
0.1 |
16 |
20 |
0.4 |
0.3 |
0.6 |
6 |
0.3 |
17 |
21 |
0.5 |
0.4 |
0.7 |
3 |
0.4 |
18 |
22 |
0.6 |
0.2 |
0.2 |
4 |
0.2 |
19 |
23 |
0.7 |
0.1 |
0.1 |
17 |
0.1 |
20 |
24 |
0.8 |
0.5 |
0.5 |
12 |
0.5 |
21 |
25 |
0.9 |
0.2 |
0.4 |
18 |
0.2 |
22 |
26 |
0.8 |
0.3 |
0.3 |
15 |
0.3 |
23 |
27 |
0.7 |
0.5 |
0.7 |
11 |
0.5 |
24 |
28 |
0.6 |
0.1 |
0.3 |
1 |
0.1 |
25 |
29 |
0.5 |
0.2 |
0.4 |
2 |
0.2 |