Контрольная работа: Синтез частотных характеристик линейных систем автоматического регулирования

Задание

логарифмическая частотная разомкнутая система

1. Построить логарифмические частотные характеристики разомкнутой системы по заданным показателям качества.

2. Определить по построенным ЛАХ и ЛФХ запасы устойчивости по усилению и по фазе.

3. Записать передаточную функцию разомкнутой системы по построенной ЛАХ.

4. Рассчитать и построить АЧХ замкнутой системы.

Исходные данные

1. Постоянная ошибка: по укорению (δст/х0)·102=0,5

2. Частота среза: ωср(2+n)·10-2=3, где n=1

3. Логарифмический коэффициент передачи L01 на частоте 0.1ωср не менее 26дБ.

4. Запас устойчивости по фазе Δφ±100=400

5. Постоянные времени обязательных инерционных звеньев: Тин1·104=7, Тин2·105=3

6. Частота гармонической помехи (ωп/ωср)·10-2=3

7. Коэффициент подавления помехи Lп не менее 80дБ

Построение ЛАХ и ЛФХ разомкнутой системы

Построение ЛАХ начинается с низкочастотной асимптоты. Т.к. задана статическая ошибка то система будет статической , наклон ЛАХ для низкочастотной асимптоты будет нулевым и ошибка определяется выражением δст= х0/(1+k).

(δст/х0)·102=0,5=> δст/х0=0,5*10-2 – относительная ошибка

k= х0 / δст -1 =2*102 -1=199 - коэффициент передачи разомкнутой системы

L1=20lg(k)=20lg(199)=46 – логарифмический коэффициент передачи разомкнутой системы

Т.е. низкочастотная асимптота проводится через т.(1;46) параллельно оси частот.

Для обеспечения требуемого запаса устойчивости по фазе требуется, чтобы ЛАХ пересекала ось частот под наклоном -20дБ/дек на частоте среза.

ωср(2+n)·10-2=3=> ωср=300/3=100 рад/с

Построенные участки ЛАХ соединяются прямой линией под наклоном -40дБ/дек, при этом для обеспечения п.3 исходных данных выбираем ωс1=5рад/с, тогда т.(10;26) (т. (0.1 ωср ;L01)) пройдёт ниже прямой с нулевым наклоном.

Сопрягающую частоту ωс2 выбираем из условия запаса устойчивости по фазе Δφ±100=400 (т.к. последующие типовые и обязательные инерционные звенья будут вносить дополнительный фазовый сдвиг): ωс2= ωср /2=50 рад/с .

Построенная ЛАХ сформирована последовательным соединением следующих типовых звеньев: безынерционным k(p)=199, двумя инерционными k(p)=1/(1+Т1р)2 и форсирующим k(p)=(1+ Т2p). Т.о. передаточная функция соединения типовых звеньев будет иметь вид: