Федеральное агентство морского и речного транспорта

ФГОУ ВПО «НГАВТ»

Лабораторная работа

тема: Исследование статических и динамических свойств типовых звеньев автоматики

дисциплина: Основы теории управления

Новосибирск, 2012

Цель работы

Изучить свойства пропорциональных, интегрирующих и дифференцирующих звеньев. Изучить влияние параметров звеньев на их статические и динамические свойства.

Задание №1

Определить параметры пропорционального звена первого порядка.

) Снять переходную характеристику звена, заданного преподавателем;

Рис.1 Схема звена

Рис.2 Переходная характеристика звена.

2) По полученному переходному процессу определить передаточный коэффициент и постоянную времени звена (округлить до первого знака после запятой);

k=Yуст=5

.63*k=0.63*5=3.15

T=3

) Записать передаточную функцию пропорционального звена первого порядка с полученными численными значениями параметров;

пропорционального звена первого порядка -

,

W(p)=5/3+1=5/4=1.25

) Для проверки построить переходной процесс звена, выбранного из библиотеки Simulink, с параметрами, равными полученным в эксперименте;

Рис.3 Схема звена

Рис.4 Переходной процесс звена

Задание №2

Определить влияние параметров звена на его статические и динамические свойства.

В качестве схемы моделирования используйте схему по пункту 4 предыдущего задания.

) Снимите переходные характеристики звена при двух разных конечных значениях входного воздействия.(1 и 2)

Рис.5 Схема звеньев с разными входными воздействиями.

Рис.6 Переходные характеристики по ранее заданным входным воздействиям

) Снимите переходные характеристики звена при двух разных значениях передаточного коэффициента. (1 и 3)

Рис.7 Схема звеньев с разными значениями передаточного коэффициента

Рис.8 Переходные характеристики по ранее заданным передаточным коэффициентам.

) Снимите переходные характеристики звена при двух разных значениях постоянной времени.(1 и 3)

Рис.9 Схема звеньев при двух разных значениях постоянной времени

Рис.10 Переходные характеристики при двух разных значениях постоянной времени

) По полученным осциллограммам оцените, как выше перечисленные параметры влияют на величину установившегося значения выходной величины и на длительность переходного процесса;

На длительность переходного процесса влияет постоянная времени, а передаточный коэффициент влияет на величину установившегося значения выходной величины.

Задание №3

Определить влияние коэффициента демпфирования на вид переходных характеристик пропорционального звена второго порядка.

) Снять переходные характеристики пропорционального звена второго порядка с k = 2 и Т2 = 1 с при значениях коэффициента демпфирования, равных 2; 1; 0,5; 0,1; 0.

Передаточная функция пропорционального звена второго порядка имеет вид:

или:

,

где - коэффициент демпфирования.

Т1=2Т2*?

. Т1=2*1*2=4 2. Т1=2*1*1=2

. Т1=2*1*0,5=1 4. Т1=2*1*0,1=0,2

. Т1=2*1*0=0

Рис. 11-15 Переходные характеристики пропорционального звена второго порядка с k = 2 и Т2 = 1 с при значениях коэффициента демпфирования, равных 2; 1; 0,5; 0,1; 0.

2) Сделать выводы, как уменьшение коэффициента демпфирования влияет на качество переходного процесса, на его длительность, амплитуду и частоту колебаний (для колебательного звена).

Уменьшение коэффициента демпфирования влияет на качество переходного процесса. Чем меньше коэффициент демпфирования, тем больше длительность, амплитуда и частота колебаний.

Задание №4

Определить постоянные времени апериодического пропорционального звена второго порядка по его экспериментально снятой переходной характеристике.