Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.ru

практикум Вариант 4 Кафедра Автоматики и процессов управления Лабораторный практик

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2016-03-05

Бесплатно
Узнать стоимость работы
Рассчитаем за 1 минуту, онлайн

PAGE  10

ТАУ Лабораторный практикум  Вариант 4

Кафедра Автоматики и процессов управления

Лабораторный практикум по курсу

“Основы теории управления”

Вариант № 4

Выполнил:

Джеймс Блонд

Ст. гр. 8831

Преподаватель

Пошехонов Л. Б.

                                                                       

                                                                       Оценка:печалька

                                                СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2011


Общие требования к выполнению и оформлению лабораторных работ

  1.  Cкопировать файл с заданием, оригинал сохранить. В рабочий документ вносить требуемые изменения:  результаты расчетов, копии экрана при расчетах на ЭВМ и т.д. Таким образом, по мере выполнения заданий параллельно формируется документ-отчет.
  2.  Выполнение заданий, ориентированных на использование ЭВМ, предполагает предварительное проведение ”ручных” расчетов, а затем уже их проверку на компьютере. Выполнение задания в обратном порядке резко снижает эффективность усвоения материала.
  3.  Если предложены несколько вариантов ответов, то правильный ответ следует выделить серым тоном, подчеркиванием или иным способом.
  4.  Приведенные в исходном тексте рисунки показывают вид представления результатов расчетов похожей системы другого варианта, отсутствующего в заданиях. В процессе оформления результатов рисунки заменяются на полученные при выполнении заданий. Форматы приведенных рисунков – рекомендуемые; могут быть изменены.
  5.  Если на графике представлены две и более кривых, то каждую из них необходимо обозначить средствами рисования WORD.  

Используемые сокращения

СУ  система управления;

ПФ  передаточная функция.

Используемое программное обеспечение

  •  Выполнение лабораторного практикума ориентировано на применение программы CLASSiC версии 3.01 или 3.2 (для решаемых здесь задач версии идентичны). Программу следует инсталлировать – файл установки cl31rus.exe или cl31inst.exe или cl32ins.exe. При установке любой версии присваивается ярлык иконки “CLASSiC-3.01”.
  •  Программа CLASSiC как правило осваивается быстро и без проблем и не требует предварительного ознакомления с описанием. При необходимости можно воспользоваться описанием – файл OPIS_CL3.doc.
  •  При первом запуске программы следует установить черно-белую цветовую гамму (меню “ФайлНастройки”); это снимет проблемы с печатью отчета (в окончательном виде отчет может быть сдан и в электроннном варианте).
  •  Для копирования в WORD-файл результатов расчетов в виде графической информации следует использовать команду “Alt+Print Screen”.
  •  Для переноса копии экрана в WORD-файл настоятельно рекомендуется использовать программу “IrfanView” (файл установки iview392.exe прилагается). Последовательность действий с программой “IrfanView”:EditDelete(ClearDispiey)“ (если в буфере IrfanView находится предыдущая копия экрана), Paste, выделение рамкой требуемой части экрана, “Ctrl“, возврат в WORD-файл, копия в WORD-файл “Ctrl+V”.
  •  В текстовых данных форме таблиц в программе CLASSiC используется моноширинный шрифт Courier New. При копировании текстовых данных WORD может подменить этот шрифт на другой, что вызовет произвольный сдвиг строк таблицы. В этом случае следует в отчете выделить таблицу и снова установить Courier New.
  •  При копировании из программы CLASSiC текстовых данных форме таблиц должен быть установлен русский шрифт, что позволяет правильно воспроизвести на экране буквы русского языка.

 


1.
Выражения связывают управляющий сигнал u(t) на выходе регулятора с сигналом e(t) на его входе и описывают типовые законы (алгоритмы) управления.

Который их них соответствует пропорционально-интегральному закону?

2. Модель СУ задана структурной схемой   рис.1.

Операторы звеньев (блоков) заданы передаточными функциями (ПФ).

Звено 1 – “сумматор”. Его ПФ W1(s) = 1/1 = 1.

Значения параметров ПФ остальных звеньев:  

W2(s)=K1=100;

W3(s)=K2/(T1s+1)=2.5/(0.5s+1);

W4(s)=K3/(T2s+1)=0.2/(0.05s+1);

W5(s)=K4/s=0.05/s.

К какому классу (классам) относится математическая модель СУ ?

     1:  линейные;      2:  непрерывные;      3:  дискретные,      4:  нелинейные.

Данная СУ ?

    1: статическая,    2: с астатизмом 1-го порядка,     3: с астатизмом 2-го порядка.

С использованием графического редактора программы CLASSiC сформировать модель системы в соответствии со структурной схемой рис.1 и заданными операторами звеньев. Модель сохранить в файле, присвоив ей конкретное имя.

Модель сохранена в файле LR1_V4 .mdl.

Вид структурной схемы из графического редактора программы CLASSiC приведен на рис. 1а.

Рис.1а

Модель: "D:\GR5831_4\LR1_V4.MDL"

================================

Количество блоков: 5

Количество связей: 5

=========================================================

|            |     Передаточные функции      |          |

|   Блоки    |-------------------------------|  Связи   |

|            | Числитель |Знаменатель|Степень|          |

=========================================================

|    #1      |       100 |         1 |   0   | 2        |

|------------|-----------|-----------|-------|----------|

|    #2      |       2.5 |         1 |   0   | 3        |

|            |           |       0.5 |   1   |          |

|------------|-----------|-----------|-------|----------|

|    #3      |      0.2  |         1 |   0   | 4        |

|            |           |      0.05 |   1   |          |

|------------|-----------|-----------|-------|----------|

|    #4      |      0.05 |         0 |   0   | -5       |

| Выход      |           |         1 |   1   |          |

|------------|-----------|-----------|-------|----------|

|    #5      |         1 |         1 |   0   | 1        |

| Вход       |           |           |       |          |

=========================================================

3. Модель СУ задана в задаче2 (рис. 1). Какой принцип управления реализован? 1принцип разомкнутого управления, 2 принцип компенсации, 3принцип замкнутого управления (принцип обратной связи), 4 принцип комбинированного управления (одновременная реализация в СУ принципов 2 и 3).

4. На рис.2 показана общая структура, которая получена из модели задачи2.

Выразить через численные значения параметров звеньев передаточную функцию WP(s)=BP(s)/AP(s) разомкнутой СУ (т.е. системы без обратной связи).

WP(s)= 2.5/(0.025s3 + 0.55s2 + 1s)

Результат автоматизированного расчета:

Модель: "D:\GR5831_4\LR1_V4R.MDL"

=================================

================================================

|              |     Передаточные функции      |

|    Система   |-------------------------------|

|              | Числитель |Знаменатель|Степень|

================================================

| Ном.Система  |       2.5 |         0 |   0   |

|              |           |         1 |   1   |

|              |           |      0.55 |   2   |

|              |           |     0.025 |   3   |

================================================

Вывод о совпадении результата “ручного” и автоматизированного расчетов:

Вывод: результаты ручного и автоматизированного расчетов совпадают.

5. Общая структурная схема СУ представлена на рис.2. Записать формулу, связывающую ПФ по управлению Ф(s)=Y(s)/F(s) замкнутой системы и ПФ WP(s) разомкнутой системы.

Ф(s)= WP(s)/(1 + WP(s)).= BP(s)/( BP(s)+AP(s))

Записать через численные значения параметров звеньев ПФ Ф(s) для СУ, заданной в задаче 2.

Ф(s)= 2.5/(0.025s3 + 0.55s2 + 1s+2.5)

 .

Результат автоматизированного расчета:

Модель: "D:\GR5831_4\LR1_V4.MDL"

================================

================================================

|              |     Передаточные функции      |

|    Система   |-------------------------------|

|              | Числитель |Знаменатель|Степень|

================================================

| Ном.Система  |       2.5 |       2.5 |   0   |

|              |           |         1 |   1   |

|              |           |      0.55 |   2   |

|              |           |     0.025 |   3   |

================================================

Вывод о совпадении результата “ручного” и автоматизированного расчетов:

Вывод: результаты ручного и автоматизированного расчетов совпадают.

6. Структурная схема СУ представлена на рис.2. Записать формулу, связывающую ПФ по ошибке Фe(s)=E(s)/F(s) замкнутой системы и ПФ WP(s) разомкнутой системы.

Фe(s)=1/(1 + WP(s)).= AP(s)/( BP(s)+AP(s))

Записать через численные значения параметров звеньев ПФ Фe(s) для СУ, заданной в задаче 2.

Фe(s)= (0.025s3 + 0.55s2 + 1s) /(0.025s3 + 0.55s2 + 1s+2.5).

Результат автоматизированного расчета:

Модель: "D:\GR5831_4\LR1_V4.MDL"

================================

================================================

|              |     Передаточные функции      |

|    Система   |-------------------------------|

|              | Числитель |Знаменатель|Степень|

================================================

| Ном.Система  |         0 |       2.5 |   0   |

|              |         1 |         1 |   1   |

|              |      0.55 |      0.55 |   2   |

|              |     0.025 |     0.025 |   3   |

================================================

Вывод о совпадении результата “ручного” и автоматизированного расчетов:

Вывод: результаты ручного и автоматизированного расчетов совпадают.

7. Модель системы задана в задаче 2. На вход системы подается единичное ступенчатое воздействие f(t)=1(t) (изображение этой функции F(s) = 1/s). Чему равно значение установившейся ошибки ?

Рассчитать, используя теорему преобразования Лапласа о конечном значении оригинала.

eуст=lim sE(s) = lim sF(s). Фe(s)= lim s (1/s) (0.025s3 + 0.55s2 + 1s) /(0.025s3 + 0.55s2 + 1s+2.5) = 0

На рис.3 приведены графики процессов в системе и показана установившаяся ошибка.

Рис. 3

eуст = 1 – 1 = 0

Вывод о совпадении результата “ручного” и автоматизированного расчетов:

Результат «Ручного» и автоматизированного расчетов совпадают.

8. Модель системы задана в задаче 2. На вход системы подается воздействие с постоянной скоростью f(t)=at=0.1t (изображение F(s)=a/s2). Чему равно значени7е установившейся ошибки  ?

Рассчитать, используя теорему преобразования Лапласа о конечном значении оригинала.

eуст=lim sE(s) = lim sF(s). Фe(s)= lim s (0.1/ s2) (0.025s3 + 0.55s2 + 1s) /(0.025s3 + 0.55s2 + 1s+2.5) =0.1 / 2.5 = 0.04

На рис.4 приведены графики процессов в системе и показана установившаяся ошибка.

 

Рис. 4

eуст = 1 – 0.96 = 0.04

Вывод о совпадении результата “ручного” и автоматизированного расчетов:

Результат «Ручного» и автоматизированного расчетов совпадают.

9. Модель замкнутой СУ задана в задаче 2. В каких рассмотренных выше задачах фигурирует характеристический полином системы?

характеристический полином фигурирует в задачах № 5,6,7,8

10. Модель СУ задана в вопросе 2. Провести анализ устойчивости этой системы. Использовать алгебраический критерий Гурвица.

1:  система устойчива,

2:  система нейтральна (находится на нейтральной границе устойчивости),

3:  система находится на колебательной границе устойчивости,

4:  система неустойчива.

при a2a1  a3a0  все три корня – левые (система устойчива);

a2a1=0.55*1=0.55

a3a0 =0.025*2.5=0.0625

0.55>0.0625

11. Модель СУ задана в вопросе 2. Усиление в контуре обратной связи K=K1K2K3K4. Есть возможность изменять (варьировать) параметр K1. Kкр   “критический” коэффициент усиления контура, при котором система находится на колебательной границе устойчивости. Чему равно значение K=Kкр ?  Использовать алгебраический критерий Гурвица.

Kкр= a2a1/ a3=(0.55*1)/0.025=22

На рис.5 приведены графики процесса в системе при K=Kкр.

         Рис. 5

Модель: "D:\GR5831_4\LR1_V4.MDL"

================================

Ном.Система

Нули:

 Корни отсутствуют - полином нулевой степени

Полюсы:

 p1 = 0.000000 +6.324555j

 p2 = 0.000000 -6.324555j

 p3 = -22.000000

Абсолютное затухание: 0

Вывод о совпадении результата “ручного” и автоматизированного расчетов:

Результат «Ручного» и автоматизированного расчетов совпадают.

12. Модель СУ задана в задаче 2. Изменяем оператор звена 4: W4(s)=K3/(T2s+1). Полагаем T2=0. В результате получаем W4(s)=K3.

Определить область устойчивости для коэффициента усиления контура – интервал значений (KminKKmax), при котором система устойчива.

1: (0K1.25);        2: (0K100);       3: (0K);        4: (K).

A(s)= T1 s2 +1S+K

13. Модель замкнутой СУ задана в вопросе 2.

Построить с использованием программы CLASSiC амплитудную Lр() и фазовую р() логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы.

Скопировать график в данный отчет. На этом же графике с помощью средств рисования WORD построить асимптотическую ЛАХ, обозначить графики и показать запас по фазе (если система устойчива).

На рис.6 приведены результаты расчета и требуемые построения.

Результат автоматизированного расчета:

Частота среза: 1.8346 рад/с

Запас по фазе: 42.2287 град

Частота пи: 6.3246 рад/с

Запас по модулю: 18.8897 дБ

13. На рис.7 построены качественно амплитудно-фазовые частотные характеристики WP(j) разных разомкнутых СУ.

Которая из этих характеристик соответствует системе, заданной в задаче 2 ?

1; 2; 3; 4.

14. Модель СУ задана в вопросе 2. Изменяем оператор звена 5. Полагаем W5(s)=K4.

Которая из частотных характеристик, изображенных на рис.7, соответствует такой системе?

1; 2; 3; 4.

15. На рис.8 построена качественно амплитудно-фазовая частотная характеристика WP(j)  некоторой разомкнутой СУ. 

Проанализировать устойчивость системы в замкнутом состоянии. Использовать критерий Найквиста.

1: система устойчива,

2: система нейтральна (находится на нейтральной границе устойчивости),

3:система находится на колебательной границе устойчивости,

4: система неустойчива.

при  ср  система устойчива;


EMBED CPaint5  

Lр()

р()

Lр,ас()

(φ)

ср

1/T2

1/T1

jIm

Re

Wр(j)

1

0

Рис. 8


Диплом на заказ


1. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Запоріжжя ~ Дисер
2. Витамины
3. Вариант 1 При отсутствии опыта работы ЛЬВОВА ЕВГЕНИЯ НИКОЛАЕВНА 31 октября 1978 г
4. Юриспруденция группы 13131 13132 13133 Дисциплина Форма к.html
5. I. It hs been domestic fuel with long trdition of use especilly s fuel in times of crisis
6. ТЕМА 1 СТРУКТУРА МОРАЛЬНОГО СОЗНАНИЯ Понятийная структура морального сознания 5 Иерархическая структур
7. Красноярский рабочий Нижегородская крестьянская газета Процесс формирования нового общества сопров
8. Самоубийство 1897 считается одним из основоположников современной девиантологии
9. Реферат- Разработка микропроцессорного устройства цифрового фильтра
10. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук Київ 1999
11. Порядок наследования земельного участка
12. Общественное мнение в коллективе
13. 1Чистий 2спекулятивний Імовірність здобуття негативного чи нульового результату
14. Восприятие и воссоздание текста как этапы переводческой деятельности
15. Вариант 13 1 Найти область определения функции -
16. Лесное законодательство 1
17. Теорії аналітичного характеру
18. Продукты пчеловодства и их применение в косметике
19. Тема - Проблема рационального и иррациональности в философии
20. И. Семёновская средняя общеобразовательная школа Камышинского муниципального района Волгоградской