Выдержка из текста работы
Построить переходные функции П-, А-, ИИ-, РИ-, ИД- и РД- звеньев по характерным точкам. Параметры всех звеньев одинаковы, варианты приведены в таблице.
Смоделируйте в VisSim переходные функции П-, А-, ИИ-, РИ-, ИД- и РД-звеньев. Параметры всех звеньев одинаковы, варианты приведены в таблице для задания 3.
Построить АЧХ, ФЧХ и годограф П-, А-, ИИ-, РИ-, ИД- и РД- звеньев по характерным точкам. Параметры всех звеньев одинаковы, варианты приведены в таблице 1. Для идеальных звеньев (П, ИИ, ИД) следует принять постоянную времени T = 0. Для реальных звеньев (А, РИ, РД) необходимо производить расчёты с учётом обоих параметров, указанных в таблице 1.
Смоделируйте в VisSim частотные характеристики П-, А-, ИИ-, РИ, ИД- и РД-звеньев. Параметры всех звеньев одинаковы, варианты приведены в таблице для задания 3.
Построить асимптотические ЛАЧХ П-, А-, ИИ-, РИ-, ИД-, РД-звеньев. Параметры всех звеньев одинаковы, варианты приведены в таблице.
Варианты задания приведены в теме 8. Смоделируйте в VisSim истинные ЛАЧХ для П-, А-, ИИ-, РИ-, ИД- и РД-звеньев. Параметры всех звеньев одинаковы, варианты приведены в таблице для задания по теме 8. На распечатках полученных графиков истинных ЛАЧХ начертите графики асимптотических ЛАЧХ.
Найти передаточную функцию: 1) последовательного соединения заданных звеньев; 2) параллельного соединения заданных звеньев; 3) последовательного соединения заданных звеньев, охваченного единичной отрицательной обратной связью. 4) Для пунктов 1 – 3 сделать проверку правильности полученной функции моделированием в VisSim.
Постройте по точкам АЧХ, ФЧХ, годограф и ЛАЧХ последовательного соединения двух звеньев заданного типа с параметрами, представленными в таблице. a. Два А-звена. b. А- и РИ-звено. c. А- и РД-звено. d. Два РИ-звена. e. Два РД-звена. 2. Смоделируйте в VisSim все построенные в п. 1 частотные характеристики. k=50 и T=20с.
1) Нарисовать по характерным точкам переходный процесс в ПИД-регуляторе с параметрами, заданными в таблице.
2) Смоделировать нарисованный при выполнении п. 1 переходный процесс.
3) Смоделировать истинную ЛАЧХ ПИ-регулятора с параметрами, заданными в таблице.
4) На полученных графиках достроить асимптотическую ЛАЧХ.
Введение
В современных условиях автоматизация технологических процессов и установок базируется на знании законов теории линейных систем автоматического управления. Линейную систему любой степени сложности можно представить как соединение типовых элементарных звеньев с известными характеристиками. Поэтому решение задач анализа существующих и синтеза новых систем автоматического регулирования невозможно без знания основ теории элементарных звеньев и законов их соединения. Этот процесс становится наиболее продуктивным с применением систем компьютерного моделирования, одной из которых является программа VisSim (бесплатная академическая версия).
Передаточная функция линейной САУ.
Вывод формулы передаточной функции по заданному дифферинциальному уравнению.
30 (d^4 x_вых (t))/?dt?^5 +6 (d^3 x_вых (t))/?dt?^3 +3 (?d^2 x?_вых (t))/dt-9 (?dx?_вых (t))/dt+x_вых (t)=3 (?dx?_вх (t))/dt
Для решения задачи необходимо данное дифференциальное уравнение привести к виду алгебраического уравнения.
30p^4 x_вых (p)+6p^3 x_вых (p)+3p^2 x_вых (p)-9x_вых (p)=3px_вх (p)
Если вынести за скобку изображения сигналов входа и выхода в левой и правой части данного выражения(согласно алгоритму действий), получим уравнение вида:
x_вых (p)[30p^4+6p^3+3p^2-9]=x_вх (p)[3p]
Передаточная функция — это отношение изображений выходного и входного сигналов. Получаем искомую передаточную функцию:
W(p)=(x_вых (p))/(x_вх (p) )=3p/(30p^4+6p^3+3p^2-9)
Передаточные функции типовых звеньев.
2.1. Определение типа звена и его параметров по заданному дифференциальному уравнению.
Задано дифференциальное уравнение:
9 (dx_вых (t))/dt+18x_вых (t)=0,18 (dx_вх (t))/dt
Его необходимо привести к стандартному виду (когда коэффициент при выходном сигнале равен 1). Для этого нужно правую и левую части заданного уравнения поделить на 18:
0.5 d/dt x_вых (t)+d/dt x_вых (t)=0,01x_вх (t)
Ему соответствует передаточная функция
W(p)=0,01/(0.5p+1)
А-звено с параметрами
k=0,01
T=0.5сек
2.2. Заполните таблицу указанной ниже формы дифференциальными уравнениями и передаточными функциями типовых звеньев.
Таблица 1 – дифференциальные уравнения и передаточные функции типовых звеньев.
Переходные функции типовых элементарных звеньев.
Построение переходных функций П-, А-, ИИ-, РИ-, ИД- и РД- звеньев по характерным точкам с параметрами k=75 и T=2,3 сек…
Заключение
В программной среде VisSim (бесплатная академическая версия) осуществлено моделирование типовых элементарных звеньев. Дан сравнительный анализ характеристик идеальных и реальных звеньев.
Смоделированы переходные процессы в линейных системах, состоящих из нескольких элементарных звеньев.
Оценено влияние параметров ПИД-регулятора на вид графика его переходного процесса.
Таким образом, закреплены на практике положения Теории автоматического управления по разделу Линейные системы.
Библиографический список
Музылёва И.В. Компьютерное моделирование линейных систем. Часть 1. Переходные функции: учеб. пособие для студентов специальности 140406.65 Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов. Липецк: ЛГТУ, 2006. 80 с.
Музылёва И.В. Компьютерное моделирование линейных систем. Часть 2. Частотные характеристики: учеб. пособие для студентов специальности 140406.65 Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов. Липецк: ЛГТУ, 2011. 48 с.
Стандарт организации. Студенческие работы. Общие требования к оформлению: метод. указания для студентов №2929. Липецк: ЛГТУ, 2011. 32 с.
