Лабораторная работа 14. Исследование устойчивости САУ.

Цель работы:изучение особенностей практического использования алгебраических критериев Гурвица и Рауса, а также частотных критериев Михайлова, Найквиста и логарифмического критерия для анализа динамики линейных САУ. В процессе выполнения работы студент/курсант обязан выполнить следующие пункты:

1. Вывести характеристическое уравнение исследуемой САУ, взяв схему САУ и параметры передаточных функций согласно своему варианту задания (необходимо исследовать либо САУ управления скоростью двигателя, либо следящую систему).

2. Теоретически рассчитать устойчивость САУ методом Гурвица. Используя матрицу Гурвица, рассчитать значение коэффициента , при котором САУ находится на границе устойчивости.

3. Теоретически рассчитать устойчивость САУ методом Рауса.

4. При помощи MatLab (SciLab) построить годограф Михайлова, оценить устойчивость САУ по критерию Михайлова. Экспериментально определить значение коэффициента , при котором САУ находится на границе устойчивости. Сравнить полученное значение с рассчитанным в п. 2.

5. При помощи MatLab (SciLab) построить годограф Найквиста для разомкнутой САУ, оценить устойчивость САУ в замкнутом состоянии по критерию Найквиста. Экспериментально определить значение коэффициента , при котором САУ находится на границе устойчивости. Сравнить полученное значение с рассчитанным в п. 2.

6. При помощи MatLab (SciLab) построить ЛАЧХ и ЛФЧХ, оценить устойчивость САУ, используя логарифмический критерий. По логарифмическим характеристикам экспериментально определить значение коэффициента , при котором САУ находится на границе устойчивости. Сравнить полученное значение с рассчитанным в п. 2.

7. Подавая на вход единичное скачкообразное воздействие, зарисовать переходные процессы в системе при исходных параметрах, используя ЭВМ и приложение MatLab (SciLab). Отдельно получить переходные процессы при значении коэффициента , соответствующем границе устойчивости. На экран графического монитора выводить входной, выходной сигналы и ошибку. Рассчитать показатели качества системы.

Варианты заданий

Задание 1. Стабилизация скорости вращения ДПТ

Рис. 57. Структурная схема стабилизации скорости вращения ДПТ НВ

 

Таблица 15

Передаточные функции регуляторов

Регулятор	П	И	Пи
ПФ регулятора

 

Устройство усиления имеет передаточную функцию .

Таблица 16

Передаточные функции двигателя

ПФ
ПФ ДПТНВ по скорости

 

 

Таблица 17

Список вариантов заданий

№	Регулятор					ПФ ДПТНВ
	П				0,2		0,81	0,15	0,03
	И	0,5			0,03		0,73		0,04
	Пи		0,5		0,04		0,9		0,02
	П				0,05		0,75	0,12	0,02
	И				0,04		0,85		0,02
	Пи		0,5		0,05		0,72		0,03

 

Задание 2. Следящая система

Рис. 58. Структурная схема следящей системы стабилизации положения ДПТ НВ

 

Таблица 18

Передаточные функции регуляторов

Регулятор	П	И	Пи
ПФ регулятора

 

Устройство усиления имеет передаточную функцию .

Таблица 19

Передаточные функции ДПТ по положению

ПФ
ПФ ДПТНВ по положению

 

Таблица 20

Список вариантов заданий

№	Регулятор				ПФ ДПТНВ
	П					0,83	0,16	0,03
	И					0,74		0,03
	Пи		0,1			0,81		0,03
	П					0,84	0,1	0,02
	И					0,8		0,02
	Пи		0,5			0,85		0,03