Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине Теория автоматического управления Выполнил студент группы з511П24.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.05.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
ОТЧЕТ
Лабораторная работа № 1
по дисциплине «Теория автоматического управления»
Выполнил студент:
группы з-511П2-4
направление подготовки 27.03.04
(ФИО) Проверил:
Кандидат технических наук, КПрЭ ТУСУР
(ученая степень, звание)
Лебедев Ю. М.
(ФИО)
Томск 2022
Лабораторная работа № 1. Моделирование и исследование характеристик типовых динамических звеньев систем автоматического управления
Цель работы
Целью лабораторной работы является получение навыков разработки электронных моделей типовых динамических звеньев САУ, исследование их частотных и переходных характеристик на этих моделях. Такими звеньями, в частности, являются инерционное, инерционное форсирующее, а также звенья второго порядка (колебательное и апериодическое).
Программа работы
5.3.1 Исследование инерционного звена
Решение:
5.3.1.1 Собираем схему модели апериодического (инерционного) звена (рис. 1), установим значения
. По формулам 
, 
рассчитаем параметры остальных элементов в соответствии с данными, приведенными в таблице 5.2 для индивидуального варианта.Мой вариант
| Вариант | k | T, мс |
| 6 | 3 | 35 |
На рис. 2 приведена схема подключения приборов и источников напряжения к электронной модели.
Вход этой установки через ключ
подключен к положительному полюсу источника постоянного напряжения E1, а через ключ S2 - ко входу плоттера Боде. Для удобства измерения выходного напряжения 
электронной модели величина напряжения источника устанавливается исходя из соотношения 
, где 
— коэффициент передачи звена, тогда установившееся значение выходного напряжения 
.Управление режимами работы лабораторной установки осуществляется с помощью ключей
и 
. При исследовании переходных характеристик ключ замкнут, а ключ — разомкнут, и, наоборот, при исследовании частотных характеристик ключ размыкается, а ключ — замыкается. Ключи , по умолчанию имеют сопротивление 1 Ом в замкнутом состоянии и 1 МОм — в разомкнутом. Этого явно недостаточно, если на входе модели устанавливается сопротивление 100 кОм, поэтому сопротивление ключа в разомкнутом состоянии следует принять равным 1 Гом (это осуществляется двойным щелчком клавиши мыши по изображению элемента и введением соответствующего значения в омах). Кроме этого, здесь же нужно назначить клавишу (Key), которой будет коммутироваться ключ (для и они должны быть различными). Угловая частота, например среза, рассчитывается по соотношению
.Значения схемы модели апериодического (инерционного) звена для моего варианта:
Программа работы
5.3.1 Исследование инерционного звена
5.3.1.2. Получим переходную характеристику и определим время переходного процесса
.
5.3.1.3. Получим экспериментальные ЛАЧХ и ЛФЧХ, замерим частоту среза
и значение фазы 
на этой частоте.
5.3.1.4 Построим графики зависимостей
, 
, и 
.Результаты измерения в таблице:
| T | t | ω | φ |
| 35 | 105,2 | 12,77 | -70,38 |
| 70 | 210,65 | 6,36 | -70,31 |
| 105 | 315,65 | 4,262 | -70,37 |
| 140 | 419,85 | 3,2087 | -70,47 |
Графики показаны на рисунке:
5.3.1.5. Оценим влияние величины постоянной времени на характеристики апериодического (инерционного) звена.
Из графиков видно, что
линейная функция, т.е., с увеличением 
линейно растет 
, 
, в пределах ошибки измерения, линейная функция (коэффициент нелинейного члена слишком малый), т.е., с увеличением почти линейно уменьшается 
, 
– постоянная (слишком малый коэффициент при х), т.е. 
не зависит от в пределах ошибки.5.3.2 Исследование инерционного форсирующего звена
5.3.2.1. Собраем схему электронной модели инерционного форсирующего звена (рис. 5.10). Примем
кОм, 
мкФ. Для заданного варианта из табл. 5.2 выбираем значение постоянной времени 
, примем постоянную времени 
и коэффициент передачи звена 
. По формулам 
, 
, 
рассчитаем параметры остальных элементов модели. Напряжение 
источника питания электронной модели принимаем равным 0,5 В. 
5.3.2.2. Снимаем переходную характеристику и определим величину скачка
переходной характеристики при 
, установившееся значение 
и время переходного процесса 
. Рассчитаем параметр 
.
5.3.2.3. Получим экспериментальные ЛАЧХ и ЛФЧХ, замерим частоту среза
и значение фазы 
на этой частоте.
5.3.2.4. Установим соотношения значений постоянных времени
, 
, 
и повторим выполнение заданий пп. 5.3.2.2 и 5.3.2.3, пересчитав параметры модели в соответствии с п. 5.3.2.1.Результаты измерения в таблице:
| T | τ | t | U0 | U∞ | λ | ω | φ | τ/T |
| 35 | 3,5 | 101,8 | 104,6 | 1000,003 | 10,45997 | 7,97 | -50,35 | 0,1 |
| 35 | 7 | 98,4 | 208,4 | 1000,003 | 20,83995 | 8,459 | -41,3 | 0,2 |
| 35 | 10,5 | 91,15 | 308,7 | 1000,001 | 30,86998 | 9,792 | -32,21 | 0,3 |
| 35 | 14 | 87,7 | 408 | 999,1 | 40,83675 | 13,16 | -21,76 | 0,4 |