тау1. Лабораторная работа 1 по Теории автоматического управления
 Скачать 70.26 Kb.
|
|
ФГБОУ ВПО УдГУ Физико-энергетический факультет Кафедра теплоэнергетики Лабораторная работа №1 по «Теории автоматического управления» Знакомство с интерфейсом и принципом построения моделей в программном комплекте МВТУ. Изучение передаточных функций и передаточных характеристик типовых звеньев. Выполнил: студент гр.34-31 Овечкин И.В. Проверил: Хорьков С.А. Ижевск 2012 Знакомство с интерфейсом и принципом построения моделей в программном комплекте МВТУ. Изучение передаточных функций и передаточных характеристик типовых звеньев. Цели лабораторной работы работы: - изучить возможности программного обеспечения; - освоить процедуры формирования структурной схемы моделирования, ввода параметров блоков, вывода данных расчетов( на примере моделирования переходных процессов типовых звеньев ). Теоретический материал, необходимый для выполнения работы: знать понятие структурныхсхем элементов и САР, типовых воздействий, переходных характеристик, типовых( элементарных) звеньев и их классификацию, а также принципы и методики моделирования САР. Апериодическое звено первого порядка. Звено описывается дифференциальным уравнением: T  .Передаточная функция звена: W(s) =  .В качестве примера звена можно рассмотреть двигатель любого типа (электрический, гидравлический, пневматический и т.д.). Входной величиной х1 здесь является управляющее воздействие. Выходной величиной является скорость вращения. Также апериодическим звеном является резервуар с газом, у которого входная величина представляет собой давление Р1 перед впускным отверстием, а выходная – давление Р2 в резервуаре. Переходная функция представляет собой экспоненту. Чем больше постоянная времени, тем дольше длится переходный процесс. Переходный процесс считается закончившимся через промежуток времени tп = (4-5)Т. Интегрирующее звено. Звено описывается дифференциальным уравнением:  .Передаточная функция звена: W(s) =  .Интегрирующим звеном является операционный усилитель в режиме интегрирования. Также этим звеном является обычный гидравлический демпфер. Входной величиной здесь является сила А, действующая на поршень, а выходной - перемещение поршня. Часто в качестве интегрирующего звена используется интегрирующий привод. Это особенно удобно делать при необходимости длительного интегрирования (часы, дни или месяцы), например в автоматических путепрокладчиках и навигационных системах. Апериодическое звено второго порядка. Звено описывается дифференциальным уравнением:  .Передаточная функция звена: W(s) =  .Апериодическое звено второго порядка эквивалентно двум апериодическим звеньям первого порядка, включённым последовательно друг за другом, с общим коэффициентом передачи и постоянными времени. Колебательное звено. Звено описывается дифференциальным уравнением:  ,где ε – параметр затухания, лежащий в пределах 0<ε<1. Передаточная функция звена: W(s) =  .К колебательным звеньям относятся колебательные RLC-цепи, управляемые двигатели постоянного тока, упругие механические передачи, гироскопические элементы. Консервативное звено. Звено является частным случаем колебательного звена при ε=0. Тогда передаточная функция будет иметь вид: W(s) =  .Консервативное звено представляет собой идеализированный случай, когда можно пренебречь влиянием рассеяния энергии в звене. Дифференцирующее звено. Звено описывается уравнением:  . (1)Передаточная функция звена: W(s) = ks. Единственным идеальным дифференцирующим звеном, которое точно описывается уравнением (1), является тахогенератор, если в качестве входной величины рассматривать угол поворота его ротора, а в качестве выходной – э.д.с. якоря. Приближённо в качестве идеального дифференцирующего звена может рассматриваться операционный усилитель в режиме дифференцирования. Дифференцирующее звено с замедлением (реальное дифференцирующее). Звено описывается уравнением: T  .Передаточная функция звена: W(s) =  .Звено можно условно представить в виде двух включённых последовательно звеньев – идеального дифференцирующего и апериодического первого порядка. Выполнение лабораторной работы. В данной лабораторной работе будут рассмотрены следующие типовые звенья: -апериодическое звено 1 порядка; -интегрирующее звено; -колебательное звено; -апериодическое звено 2 порядка; - реальнодифференцирующее звено; -идеальнодифференцирующее звено; -консервативное звено. Для всех звеньев заданы следующие величины : k=7( Овечкин- 7 букв), T=0,4 с ( Илья -4 буквы). Апериодическое звено 1 порядка Передаточная функция  Схема звена   Интегрирующее звено Передаточная функция  Схема   Колебательное звено Передаточная функция   Схема   Апериодическое звено 2 порядка Передаточная функция  Схема  Консервативное звено Передаточная функция  Схема  Реальное дифференцирующее звено Передаточная функция  Схема   Идеальное дифференцирующее звено Передаточная функция T=0,0001 с Схема   Вывод. В ходе лабораторной работе были изучены возможности программного продукта МВТУ. И с его помощью для передаточных функций были получены переходные характеристики 7 типовых звеньев: апериодическое звено 1 порядка,интегрирующее звено, колебательное звено, апериодическое звено 2 порядка, реальное дифференцирующее звено, идеальное дифференцирующее звено,консервативное звено. Полученные характеристики приведены выше. |