Контрольная и Лабораторные работы 1-3 по дисциплине: Основы управления техническими системами. Вариант №3

Лабораторная работа No1
по дисциплине:
«Основы управления техническими системами»

1 Цель работы
Ознакомление с методами исследования линейных стационарных систем автоматического регулирования (САР), способами представления моделей типовых динамических звеньев, структурных преобразований систем, а также методами исследования влияния параметров звеньев на частотные и переходные характеристики.

2 Описание лабораторной установки
Исследование САР производится методом компьютерного моделирования с применением программы Micro Cap (v.12). Схема лабораторной установки в формате Micro Cap изображена на схеме 2.1.
Рисунок 4.1 – Схема лабораторной установки в формате Micro Cap
Для исследования характеристик одного типового динамического звена используется структурный элемент с передаточной функцией К(s), на вход которого подается входное воздействие от источника V2. Схема, состоящая из последовательного соединения звеньев K1(s), K2(s), K3(s), предназначена для исследования результирующих характеристик системы в целом. Схема содержит источник входного воздействия V1, а также три структурных элемента, соединенных последовательно и заданных своими передаточными функциями.

3 Таблицы вариантов
Исходные данные для исследования одиночных звеньев и системы звеньев приведены в таблице 3.1 и таблице 3.2 соответственно.
Таблица 3.1
No
бригады Наименование типового звена К Т1 Т2 
3 Безынерционное 100 – – –
 Колебательное 20 0,01 – 0,01
 Интегро-дифференцирующее 1 0,1 0,01 –
Таблица 3.2
No
варианта Наименование типового звена К Т1 Т2 
3 Форсирующее 1 0,01 – –
 Инерционное 10 0,1 – –
 Интегрирующее 1 1 – –
----------------------------------------------------------------------------------------
Содержание
1 Цель работы 
2 Описание лабораторной установки 
3 Таблицы вариантов 
4 Предварительный расчет
4.1 Безынерционное звено 
4.2 Колебательное звено 
4.3 Интегро-дифференцирующее звено 
4.4 Частотные характеристики системы звеньев 
5 Лабораторное исследование 
5.1 Исследование безынерционного звена 
5.2 Исследование колебательного звена 
5.3 Исследование интегро-дифференцирующего звена 
5.4 Исследование системы звеньев 
6 Выводы по работе 
=================================================

Лабораторная работа No2
по дисциплине:
«Основы управления техническими системами»

1 Цель работы
Ознакомление с методами исследования устойчивости линейных стационарных систем автоматического регулирования (САР). Исследование влияния структуры системы автоматического регулирования и параметров ее звеньев на устойчивость.

2 Описание лабораторной установки
Исследование устойчивости замкнутых САР производится методом компьютерного моделирования с применением программы Micro Cap.
Лабораторная установка, изображенная на рисунке 2.1 в стандарте Micro Cap, может быть представлена в виде трех разных схем.
Схема (а) предназначена для исследования устойчивости по критерию Найквиста, в этом случае зависимый источник Е2 описывается передаточной функцией разомкнутой системы.
Схема (б) предназначена для исследования свойств замкнутой системы в целом, зависимый источник Е1 в петле обратной связи описывается также, как и для схемы (а) – передаточной функцией разомкнутой системы.
Схема (в) предназначена для исследования критерия Михайлова, зависимый источник Е3 описывается характеристическим уравнением замкнутой системы.

Исходные данные
Варианты структуры и параметров системы для исследования приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Варианты структуры и параметров систем
No
вар. Передаточная функция
разомкнутой системы Параметры системы
  1 вариант 2 вариант 3 вариант
3 K(1+pT_1 )/((1+pT_2 )^3 (1+pT_3 ) ) K=12;
T1=0.1c;T2=0.2c;
T3=0.2 c K=12;
T1=1.2c;T2=0.2c;
T3=0.1 c K=20;
T1=1.2c;T2=0.2c;
T3=0.1 c
--------------------------------------------------------------------------------------------
Содержание
1 Цель работы 
2 Описание лабораторной установки 
3 Исходные данные 
4 Предварительный расчет 
4.1 Расчет ККР 
4.2 Расчет коэффициентов полиномов 
5 Лабораторное исследование 
5.1 Исследование устойчивости замкнутой следящей системы, состоящей из трех последовательно соединенных инерционных звеньев 
5.2 Исследование устойчивости заданной замкнутой следящей системы 
6 Выводы по работе 
====================================================

Лабораторная работа No3
по дисциплине:
«Основы управления техническими системами»

1 Цель работы
Исследование влияния структуры и параметров замкнутой линейной стационарной САУ на величину ошибки регулирования и параметры переходного процесса при детерминированных воздействиях.

2 Описание лабораторной установки
Моделирование проводилось в программе Micro Cap 12 (v. 12). Схема лабораторной установки приведена на рисунке 2.1.
Как видно из рисунка, каждая система состоит из двух звеньев, моделируемых с помощью зависимых источников: Е3, Е4 – для статической системы и Е4, Е5 – для астатической. Ошибка регулирования (t) определяется, соответственно, в узлах (3) и (6). Следует отметить, что в зависимости от точки снятия выходного параметра, исследуемая замкнутая система будет являться либо системой слежения (выходной узел, соответственно 2 или 5), либо системой стабилизации (выходной узел, соответственно 4 или 7).

3 Исходные данные к работе
Варианты передаточных функций для исследования качества регулирования приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Варианты передаточных функций для исследования качества регулирования
No вар. Статическая система Астатическая система
 К1(р) К2(р) К3(р) К4(р)
3 2/(1+0,02*s) 1/(1+0,02*s) 2/(1+0,02*s) 1/(0,02*s)
----------------------------------------------------------------------------------------------
Содержание
1 Цель работы 
2 Описание лабораторной установки 
3 Исходные данные к работе 
4 Предварительный расчет 
5 Лабораторное исследование 
5.1 Исследование временных функций ошибки регулирования для статической и астатической системы 
5.2 Временные функции ошибки регулирования 
6 Выводы по работе 
====================================================
====================================================
====================================================

Контрольная работа

Задание 1. Для разомкнутой системы, состоящей из последовательного соединения трех типовых звеньев:
• записать общую передаточную функцию;
• записать общее дифференциальное уравнение;
• изобразить ЛАЧХ и ЛФЧХ заданной системы;
• построить АФЧХ (годограф);
• привести схему технической реализации системы звеньев с применением операционных усилителей.

Таблица 1
No
варианта 3

К1(р) форсир
Т1=0.01
К1 = 1

К2(р) инерц
Т1 =0.1
К1 = 10

К3(р) интегр
Т1 = 1
-------------------------------------------------------------------------

Задание 2. Исследовать устойчивость замкнутой следящей системы,
используя заданный критерий: Гурвица, Михайлова (с применением метода чередующихся корней), либо Найквиста (графически, с использованием логарифмических частотных характеристик)

Таблица 2
No
варианта Структура системы Критерий Параметры
3 K(p)=pK/((1+pT_1 ) (1+pT_2 )^2 ) Михайлова К=200;Т1=0,01; Т2=0,1; Т3=0,05
-------------------------------------------------------------------------

Задание 3. Определить ошибку регулирования для детерминированного входного воздействия (используя метод коэффициентов ошибок). Построить временные зависимости задающего воздействия и ошибки регулирования.
Таблица 3
No
варианта Структура системы Задающее
воздействие Параметры
0 K(p)=K/(1+pT_1 )(1+pT_2 ) x(t)=10+0,2t К=5;Т1=0,1; Т2=1;
===================================================

Проверил(а): Архипов Сергей Николаевич
Оценка: Отлично
Дата оценки: 07.12.2022г.

Помогу с вашим вариантом, другой дисциплиной, онлайн-тестом, либо сессией под ключ.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru