Индивидуальное домашнее задание «Коррекция линейных непрерывных систем»

1. Цель выполнения задания Работа предназначена для изучения студентами методов анализа и коррекции (в соответствии с заданными техническими условиями на проектирование) линейных непрерывных систем автоматического управления. Коррекцию проводят с помощью последовательного однозвенного корректирующего фильтра. Для этого, как правило, используют частотные характеристики системы. Выполнение индивидуального задания сводится к анализу исходной системы и, если это необходимо, подбору параметров одного или двух вариантов корректирующего фильтра. После выполнения задания студентам в ходе лабораторной работы № 3 предоставляется возможность с помощью программного обеспечения, разработанного на кафедре, сделать самопроверку выполненного задания и с учетом полученной дополнительной информации уточнить и обосновать выбранный метод коррекции.

Выполнение задания преследует следующие цели:

• • изучение существующих методов анализа линейных непрерывных систем, построение логарифмических частотных характеристик и характеристик точности, оценка показателей качества системы по этим характеристикам;
• • знакомство с принципами коррекции (улучшения) систем на основе применения последовательных корректирующих фильтров в соответствии с заданными техническими условиями на проектирование;
• • выполнение задания является одновременно подготовкой к соответствующей лабораторной работе № 3, позволяющей студентам проверить проведенные ими расчеты, а также уточнить и, если возможно, оптимизировать проведенную коррекцию.

Таким образом, предлагаемое задание выполняется в два этапа.

На первом этапе с помощью косвенных методов анализа и коррекции систем (с использованием частотных характеристик) осуществляется один или два, если возможно, варианта корректирующего фильтра.

На втором этапе в ходе выполнения лабораторной работы используется разработанное на кафедре программное обеспечение, которое позволяет студентам сделать проверку проведенных ранее расчетов и по виду построенных с помощью компьютера дополнительных характеристик исходной и результирующих систем (прежде всего переходной характеристики и АЧХ) выбрать наилучший вариант коррекции.

2. Содержание задания Заданы:

• • структурная схема системы (см. рис. 1.1);
• • передаточная функция в разомкнутом состоянии исходной системы;
• • параметры системы;
• • общие для всех вариантов технические условия на проектирование.

В каждом варианте заданы индивидуальные технические условия по точности.

Требования к проведению анализа исходной системы:

• 1. Вычислить и изобразить в масштабе логарифмические амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики системы в разомкнутом состоянии (ЛАХ).
• 2. Используя полученные характеристики, определить на графиках показатели, характеризующие:
  • • быстродействие;
  • • запасы устойчивости;
  • • колебательность системы.

Сравнить однотипные показатели, полученные по разным характеристикам.

3. Вычислить значения ошибок системы в установившемся режиме ее работы для трех пробных регулярных задающих воздействий:

• 4. Найти значение дисперсии случайной составляющей ошибки системы и шумовую полосу, вызванные действием помехи/(/) — белым шумом со спектральной плотностью S_f(tо) = 5Д0).
• 5. Оценить соответствие полученных показателей требованиям технических условий. Выявить имеющиеся несоответствия.

Требования к проведению коррекции системы:

• 1. На ЛАХ исходной системы построить запретные зоны по точности и колебательности.
• 2. Подобрать параметры корректирующего фильтра (если возможно, то двух его вариантов).
• 3. На ЛАХ исходной системы изобразить ЛАХ корректирующего фильтра и ЛАХ результирующей системы.
• 4. Провести анализ результирующей системы на основе полученных характеристик.
• 5. Сравнить однотипные показатели качества исходной и результирующей систем. Оформить результаты в виде таблицы.
• 6. Выполнить самопроверку индивидуального домашнего задания с использованием программного обеспечения PTSystemnew.
• 7. Привести графики переходных характеристик h (t), амплитудно-частотной характеристики системы в замкнутом состоянии Д₃(со) с указанием на них используемых показателей качества.
• 8. Дополнить таблицу результатов значениями параметров М, о, /_п и ДF.

Таблица результатов.

• 9. Оценить соответствие показателей качества результирующей системы требованиям технического задания. Обосновать невозможность выполнения каких-либо требований технического задания.
• 10. Сделать заключение об эффективности проведенной коррекции. На всех графиках, выполненных на бумаге, необходимо продемонстрировать, как определялись показатели качества систем, что позволит доказать правильность любого числового значения, приведенного в таблице результатов. В отчете к лабораторной работе № 3 приводится таблица результатов и делаются окончательные заключения.

11. Ниже приведены варианты индивидуального задания. Требования технического задания для всех вариантов:

Варианты индивидуального домашнего задания

Приложение 2.

О©.

сч.

Индивидуальное домашнее задание «Коррекция линейных непрерывных систем»

СЧ.

Приложение 3.