Контрольная работа по предмету Теория автоматического управления на тему: Лабораторные по теории автоматического управления

Лабораторная работа № 2
Динамические характеристики типовых звеньев

Цель работы. Изучение временных и частотных характеристик основных типов динамических звеньев (апериодическое звено 1-го порядка и колебательное звено); освоение способа экспериментального определения неизвестных параметров этих звеньев по их временным характеристикам.

Задание 1. Определить коэффициент передачи и постоянную времени апериодического звена с заданным номером А1.
Задание 2. Определить коэффициент передачи, постоянную времени и коэффициент демпфирования колебательного звена с заданным номером К1. Задание 3. Исследование частотных характеристик апериодического звена. Зададим передаточную функцию апериодического звена, полученную в зад. 1. Построим для неё АФЧХ (рис. 5). Протокол в Matlab приведен ниже.
>> A1 = tf([2.5], [0.2 1]); nyquist(A1)
Задание 4. Исследование частотных характеристик колебательного звена. Зададим передаточную функцию колебательного звена, полученную в зад. 2. Построим для неё АФЧХ (рис. 8). Протокол в Matlab приведен ниже.
>> K1 = tf([6], [0.2 0.04 1]); nyquist(K1)
Лабораторная работа № 3
Экспериментальное определение частотных характеристик
линейного объекта

Цель работы. Освоить методику экспериментального определения частотных характеристик линейного объекта.

Подготовка к работе. Соберём модель согласно рис. 1. Будем её использовать для определения частотных характеристик блока «object1» (согласно варианта).


Рис. 1. Simulink-модель определения частотных характеристик.

Последовательность выполнения работы: на вход блока подаётся синусоидальное колебание, амплитуда равна 1, начальная фаза равна 0. Частота колебания ω задаётся.
На индикаторе мы наблюдаем входные и выходные колебания.
Для каждого значения частоты входных колебаний ω в установившемся режиме выходных колебаний определяем амплитуду Ym, запаздывание (по времени) выходного колебания от входного Δt. Далее рассчитываем фазовый сдвиг
, рад ; , град,
значение ЛАЧХ в данной точке ω
,
действительную U и мнимую V части АФЧХ:
.
Полученные данные заносим в табл. 1. Затем изменяем значение ω частоты входных колебаний и повторяем вычисления. Пример определения Ym и Δt приведен на рис. 2.
Период входных колебаний Т определяется по формуле
Лабораторная работа № 4
Исследование устойчивости линейной
автоматической системы

Цель работы. Практически освоить способы оценки устойчивости линейной автоматической системы и исследовать влияние параметров системы на её устойчивость.

Модель исследуемой системы. Зададим структурную схему линейной автоматической системы (рис. 1). Параметры К и Т регулятора будут изменяться в ходе выполнения работы с целью исследования их влияния на устойчивость системы. Исходные значения параметров регулятора: К = 10 с-1; Т = 2 с.


Рис. 1. Структурная схема линейной автоматической системы
Лабораторная работа № 5
Исследование качества переходных процессов
линейной автоматической системы

Цель работы. Освоить экспериментальное определение показателей качества системы по её переходной функции; исследовать влияние параметров системы на показатели качества.

Подготовка к работе. Зададим структурную схему линейной автоматической системы (рис. 1) и создадим её модель в среде Simulink (рис. 2).


Рис. 1. Структурная схема линейной автоматической системы


Рис. 2. Simulink-модель системы.

Значение задержки в блоке “Transport Delay” установим равным 0,1.
Лабораторная работа № 6
Исследование точности линейных автоматических систем

Цель работы. Освоить методику определения коэффициентов ошибок и рлоядка астатизма линейной автоматической системы путём расчёта и моделирования.

Подготовка к работе. Даны пять линейных автоматических систем. Параметры этих систем неизвестны. Структура каждой из них может быть представлена как на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема исследуемой системы
Лабораторная работа № 7
Синтез корректирующих устройств по методу ЛАЧХ

Цель работы. Практически освоить методику синтеза последовательного корректирующего устройства по методу ЛАЧХ.

Постановка задачи синтеза. Для автоматической системы (рис. 1) с передаточной функцией объекта управления найти передаточную функцию корректирующего устройства такую, чтобы обеспечивались следующие показатели качества:
- порядок астатизма – первый;
- перерегулирование – не более 5%;
- желаемое время максимума с.


Рис. 1. Структурная схема автоматической системы
с последовательным корректирующим устройством.

Расчётная часть. Проведём синтез корректирующего устройства методом ЛАЧХ. Желаемая асимптотическая ЛАЧХ разомкнутой системы , которая обеспечивает выполнение предъявляемых к системе требований, представлена на рис. 2.

нет