Файл: Отчет по лабораторной работе 3 Вариант 5 По дисциплине.pdf

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 3
Вариант 5
По дисциплине:
Основы автоматизации технологических процессов нефтегазового производства
(
наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы:
Исследование преобразования структурных схем
Выполнила студент:
ГРП-20
Василенко С.Ю.
(шифр группы)
(подпись)
(Ф.И.О.)
Оценка:
Дата:
Проверил руководитель работы:
ассистент
Лебедик Е.А.
(должность)
(подпись)
(Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2023

2
1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение структурных преобразований и нахождения передаточных функций с использованием автоматизированных средств моделирования на ПК – MATLAB,
SIMULINK.
2 КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Для наглядного представления сложной системы как совокупности элементов и связей между ними используются структурные схемы.
Структурной схемой называется схема САУ, изображенная в виде соединения ПФ
(передаточной функции) составляющих ее звеньев. Структурная схема показывает строение автоматической системы, наличие внешних воздействий и точки их приложения, пути распространения воздействий и выходную величину. Динамическое или статическое звено изображается прямоугольником, в котором указывается ПФ звена или ее математическое выражение. Воздействия на систему и влияние звеньев друг на друга
(сигналы) изображаются стрелками. В каждом звене воздействие передается только отвода звена к его выходу.
На динамическое звено может воздействовать лишь одна входная величина, поэтому используются блоки суммирования и сравнения сигналов. Суммироваться и сравниваться могут лишь сигналы одной и той же физической природы.
Структурная схема может быть составлена по уравнению системы в пространстве состояний или по дифференциальным уравнениям системы. При составлении структурной схемы удобно начинать с изображения задающего воздействия и располагать динамические звенья, составляющие прямую цель системы, слева направо до регулируемой величины.
Тогда основная обратная связь и местные обратные связи будут направлены справа налево.
Различные способы преобразования структурных схем облегчают определение ПФ сложных САУ и дают возможность привести многоконтурную систему к эквивалентной ей одноконтурной схеме.
Преобразование структурной схемы должно осуществляться на основании правил.
Основные правила преобразования структурных схем приведены в табл. 1
Таблица 1.
Основные правила преобразования структурных схем
Преобразование
Структурная схема
Исходная
Эквивалентная
Свертывание последо вательного соединения
Свертывание параллельного соединения

3
Свертывание обратной связи
Перенос узла через звено вперед
Перенос узла через звено назад
Перенос сумматора через звено вперед
Перенос сумматора через звено назад
Перенос прямой связи через звено
Перенос узла через звено вперед
Перенос узла через звено назад
При выполнении преобразований следует каждое имеющееся в схеме типовое соединение заменить эквивалентным звеном. Затем можно выполнить перенос точек разветвления и сумматоров, чтобы в преобразованной схеме образовались новые типовые соединения звеньев. Эти соединения опять заменяются эквивалентными звеньями, затем вновь может потребоваться перенос точек разветвления и сумматоров и т. д.
3 ХОД РАБОТЫ
1.
Знакомство с основными теоретическими сведениями и принципами структурных преобразований систем автоматического управления (САУ).
2.
Преобразование заданного варианта структурной схемы САУ в эквивалентную передаточную функцию (ПФ), используя правила табл. 1.
3. Проверка правильности преобразования в MATLAB SIMULINK

4
На рисунке 1 представлены исходные данные для 5 варианта, а на рисунке 2 – собранная схема в SIMULINK.
Рисунок 1 – Исходная схема
Рисунок 2 – Схема в SIMULINK
Путем свертывания последовательного соединения, обратной связи и переноса узла через сумматор назад получен упрощенный вариант структурной схемы, который представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 – Упрощенная структурная схема
4 ВЫВОД
Таким образом, в ходе данной лабораторной работы была преобразована и изучена структурная схема, а также найдена передаточная функция с использованием автоматизированных средств моделирования на ПК – MATLAB, SIMULINK.
Значение ПФ в ходе упрощения оставалось неизменным, что говорит о правильности выполнения работы.