Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Лабораторная работа


по основам теории управления


«Исследование свойств звена при охвате обратной связью»


Красноярск 2010

Введение


Исследовать изменение динамических характеристик, типовых звеньев системы автоматического управления (САУ) при охвате обратной связью.

Обратная связь – связь, при которой на вход регулятора подается действительное значение выходной переменной, а также заданное значение регулируемой переменной.

– жесткая – такая ОС, при которой на вход регулятора поступает сигнал пропорциональный выходному сигналу объекта в любой момент времени.

– гибкая – такая ОС, при которой на вход регулятора поступает не только сигнал пропорциональный выходному сигналу объекта, но и сигнал пропорциональный производным выходной переменной.

Обратная связь может быть как положительной, так и отрицательной. Отрицательная обратная связь (ООС) действует в сторону уменьшения отклонений текущих значений координат объекта от их предшествующих значений, а положительная обратная связь (ПОС) действует в сторону увеличения. Следовательно, ООС позволяет строить наиболее точные САУ, так как несёт в себе информацию обо всех изменениях регулируемой величины; ПОС служит для изменения внутренних свойств отдельных звеньев САУ.


Соединение обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Обозначим сигналы во внутренних точках схемы Z и V.


Исследование свойств звена при охвате обратной связью

связь обратный охват динамический

В итоге Исследование свойств звена при охвате обратной связью отсюда получаем выражение для передаточной функции соединения обратной связью:


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


«+» – относиться к отрицательной обратной связи

«–» – относиться к положительной обратной связи

По степени использования информации об объекте различают:

Разомкнутые системы управления;

Замкнутые системы управления.

При разомкнутой системе – воздействии на объект осуществляется по заданной программе вне зависимости от результатов управления в предыдущий период времени.

Схема разомкнутой системы управления показана на рис. 1.

Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Рис. 1


На этом рисунке приняты следующие обозначения:

X – набор величин, характеризующих состояние объекта;

Y – набор величин, определяющих доступную для наблюдения информацию об объекте;

U – набор управляющих воздействий;

О – неконтролируемые внешние воздействия, которые рассматриваются как возмущения и помехи;

J – критерий, характеризующий степень достижения цели управления.

Замкнутые системы управления – используют информацию о результатах управления и формируют управляющее воздействие в зависимости от того, насколько достигается цель управления, в этих системах объект и элементы системы управления образуют контур управления (см. схему соединения обратной связью).


Исследование изменений частотных характеристик звеньев


Если задана передаточная Функция W(S), то путём подставки S=jw получаем частотную передаточную функцию W (jw), которая является комплексным выражением т.е.


Исследование свойств звена при охвате обратной связью,


А(w) – вещественная составляющая

К(w) – мнимая составляющая.

Частотная передаточная функция может быть представлена в показательной форме:


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


где Исследование свойств звена при охвате обратной связью – модуль;

Исследование свойств звена при охвате обратной связью– аргумент частотной передаточной функции.

Функция М(w), представленная при изменении частоты от 0 до Ґ получило название амплитудной частотной характеристики (АЧХ).

Функция j(w), представленная при изменении частоты от 0 до Ґ называется фазовой частотной характеристикой (ФЧХ). Для анализа поведения системы в большом диапазоне частот удобно в качестве аргумента частотных характеристик рассматривать не частоту ω, а ее десятичный логарифм ω 10 log.


Порядок выполнения работы


Интегрирующее звено

– дифференциальное уравнение: Исследование свойств звена при охвате обратной связью

– переходная функция: Исследование свойств звена при охвате обратной связью

– передаточная функция: Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Обратная связь интегратора


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Апериодическое звено

– дифференциальное уравнение: T Исследование свойств звена при охвате обратной связью + y = k u

– переходная функция: Исследование свойств звена при охвате обратной связью

– передаточная функция: Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Обратная связь апериодического звена


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Колебательное звено

– дифференциальное уравнение: T2 Исследование свойств звена при охвате обратной связью + 2 d TИсследование свойств звена при охвате обратной связью + y = k u

– передаточная функция: Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Обратная связь колебательного звена


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Расчёт частотных характеристик звеньев


1. Интегрирующее звено


Исследование свойств звена при охвате обратной связью Исследование свойств звена при охвате обратной связью k=3

Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Т.к. действительная часть =0, то Исследование свойств звена при охвате обратной связьюсчитаем

Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Угол будет = -Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


2. Апериодическое звено


Исследование свойств звена при охвате обратной связью Исследование свойств звена при охвате обратной связью Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью

3. Колебательное звено


Исследование свойств звена при охвате обратной связьюИсследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью

=Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Обратная отрицательная связь апериодического звена


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью

Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


Исследование свойств звена при охвате обратной связью


В данной лабораторной работе было исследовано изменение динамических характеристик типовых звеньев системы автоматического управления (САУ) при охвате обратной связью. Для исследования динамических характеристик, были использованы входные параметры звеньев из лабораторной работы №1.

АЧХ интегрирующего звена убывает, а ФЧХ постоянно.

ФЧХ апериодического звена убывает, имея пик приблизительно в Исследование свойств звена при охвате обратной связью, АЧХ вначале постоянно, затем начинает убывать со значения Исследование свойств звена при охвате обратной связью.

АЧХ колебательного звена падает с Исследование свойств звена при охвате обратной связью, ФЧХ имеет пик убывания в значении Исследование свойств звена при охвате обратной связью.

Для защиты я построил в VISSIM схему обратной связи интегратора с апериодическим звеном, рассчитал для этой схемы АЧХ и ФЧХ, по полученным данным построил графики в EXCEL. Графики EXCEL и VISSIM сошлись, следовательно, обратная связь посчитана верно.


Размещено на

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: