Порядок расчета САУ

1. Вывод уравнений и определение передаточных функций функциональных элементов. Провести математическое описание функциональных элементов схемы, определить их передаточные функциии численные значения постоянных времени и коэффициентов усиления с указанием размерности по исходным данным [1. с.88-93; 2, с.127-132; 3, с.66-71; 95-100].

2. Структурная схема САУ. Построить структурную схему системы с указанием передаточных функций звеньев с учетом принятых обозначений параметров в передаточной функции [2, с.113-118]. Здесь же привести сводную таблицу всех передаточных функций звеньев с учетом численных значений параметров.

3. Передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы. Определить передаточную функцию разомкнутой системы по главной обратной связи, с учетом принятых обозначений.

Определить передаточные функции замкнутой системы относительно регулируемой координаты и ошибки (рассогласования) по команде и возмущению [1, c.104; 2, с.11З-118; 3, с.39]:

· в схемах А и Б – для угловой скорости и ошибки по задающему напряжению и возмущению ;

· в схеме В – для напряжения и ошибки по напряжению и нагрузке сопротивления ;

· в схемах Г и Д – для угла и ошибки по углу и возмущению .

4. Определение коэффициента усиления электронного усилителя по заданным условиям точности в установившемся режиме. Определить коэффициент усиления разомкнутой системы и коэффициент усиления электронного усилителя по заданным условиям точности в установившемся режиме [1, с. 110]:

· для схем А, Б и В – по заданной статической ошибке;

· для схем Г и Д – по статической и по скоростной ошибкам (выбрать наибольший коэффициент усиления).

5. Исследование статических свойств замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления. Провести исследование замкнутой системы в установившемся режиме, предполагая, что система устойчивая.

5.1. При отсутствии нагрузки определить входной сигнал, при котором регулируемая координата объекта управления имеет номинальное паспортное значение в соответствии с данными таблицы 1:

· для систем регулирования скорости (схемы А, Б) и для следящих систем (схемы Г, Д) в качестве регулируемой координаты принять угловую скорость двигателя ;

· для системы регулирования напряжения регулируемой координатой является напряжение на зажимах генератора.

5.2. Сравнить величины установившейся ошибки для регулируемой и нерегулируемой (без главной обратной связи) системы при действии нагрузки. [3, с.59].

6. Исследование динамических свойств замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя. Проверить динамические свойства замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления различными методами.

6.1. Построение области устойчивости по коэффициенту усиления электронного усилителя. Построить область устойчивости по коэффициенту усиления электронного усилителя с помощью критерия Гурвица и (или) методом Д – разбиения с использованием критерия Михайлова.

Определить критический коэффициент усиления электронного усилителя, при котором замкнутая САУ находится на границе устойчивости, и сравнить его с коэффициентом усиления, найденным в.п.4 [2, с.148; 4, с.153].

6.2. Определение критического коэффициента усиления разомкнутой системы. Построить ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы при найденном в.п.4 коэффициенте усиления и сделать вывод об устойчивости замкнутой системы по логарифмическому аналогу критерия Найквиста [2, с.151; 4, с.140]. Определить графически с помощью построенных ЛАХ, ЛФХ критический коэффициент усиления разомкнутой системы и соответствующий ему коэффициент усиления электронного усилителя, который сравнить со значением, полученным в п.п.6.1.

По результатам, полученным в п.п.6.1-6.2, сделать вывод об устойчивости замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя.

6.3. Построение переходного процесса замкнутой системы с найденным коэффициентом усиления электронного усилителя. В случае устойчивости замкнутой системы построить на ПЭВМ ее переходную характеристику по командному сигналу; определить время регулирования, перерегулирование и сравнить их с заданными значениями. [1,с.226].

По результатам, полученным в п.п.6.1-6.3, сделать вывод о необходимости синтеза корректирующего устройства.

7. Синтез корректирующего устройства. Провести синтез корректирующего устройства методом логарифмических амплитудных характеристик (ЛAX). По полученной передаточной функции корректирующего устройства составить его электрическую схему и определить численные значения элементов схемы. Выбрать место включения корректирующего устройства [2, с.264; 4, ч.1, с.363-371; 5, ч. 2, с.400].

8. Анализ качества переходных процессов скорректированной системы. Построить на ПЭВМ переходные процессы:

· переходную характеристику регулируемой координаты по командному сигналу;

· переходную характеристику регулируемой координаты по нагрузке.

Дополнительно для схем Г, Д построить переходной процесс по ошибке при командном сигнале , 0,05 рад/с.

По переходной характеристике от командного сигнала определить время регулирования, перерегулирование и сравнить их с заданными значениями.

Сделать общий вывод о работоспособности системы и влиянии нагрузки на точность и заданные показатели качества системы.

II. Расчет САУ с учетом нелинейности

1. Гармоническая линеаризация нелинейного элемента. Провести гармоническую линеаризацию нелинейного элемента, предполагая существование в замкнутой системе автоколебаний с параметрами . Построить обобщенную структурную схему системы линеаризованной системы, содержащую желаемую передаточную функцию разомкнутой системы и эквивалентную передаточную функцию нелинейного элемента [8, с.342; 10, ч.2, с.222].

2. Определение условий возникновения автоколебаний. Построить АФЧХ желаемой передаточной функции разомкнутой системы и отрицательную обратную характеристику передаточной функции нелинейного элемента в зависимости от величины . Определить значения параметра , при которых возможно возникновение автоколебаний.

3. Определение параметров автоколебаний и исследование их устойчивости.

В случае возможности возникновения автоколебаний определить амплитуду и частоту гармонических колебаний при , и исследовать их устойчивость. Проверить выполнение условия фильтра для найденной частоты автоколебаний. Оценить влияние параметра нелинейности на амплитуду и частоту автоколебаний.

Построить на ПЭВМ переходной процесс замкнутой системы с учетом нелинейного элемента. Сравнить параметры установившегося периодического движения с найденными параметрами автоколебаний методом гармонической линеаризации. Сделать вывод о допустимости метода гармонической линеаризации. Сформулировать рекомендации о выборе коррекции, при которой автоколебания в системе отсутствуют.

4. В случае, когда автоколебания в системе не возникают, проверить систему на абсолютную устойчивость.

Поиск по сайту: