Лабораторные работы 1-3 по дисциплине: Теория автоматического управления. Вариант №20

Лабораторная работа 1

Постановка задачи

 В процессе выполнения лабораторной работы No1 «Моделирование и исследование характеристик типовых динамических звеньев систем автоматического управления» необходимо:
1) рассчитать неизвестные параметры элементов типовых динамических звеньев;
2) построить модели типовых динамических звеньев в программе моделирования электронных схем ASIMEC;
3) произвести моделирование во временной и частотной областях с построением переходной и частотных характеристик, определить основные параметры звеньев во временной и частотной областях;
4) оценить влияние значений параметров элементов звеньев на их характеристики во временной и частотной областях;
5) ответить на контрольные вопросы.
 В данной лабораторной работе необходимо выполнить моделирование и провести исследование характеристик трех типовых динамических звеньев:
1) инерционного звена (апериодического первого порядка);
2) инерционного форсирующего звена;
3) звена второго порядка.
 Согласно индивидуальному варианту (вариант 20) выполнения лабораторной работы заданы следующие исходные данные:
- общий коэффициент усиления звена k=3;
- постоянная времени звена T=160 мс.

------------------------------------------------------------------------------

5. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

5.1. ВОПРОС. Как количественно величина постоянной времени связана с временем переходного процесса в инерционном звене?
5.2. ВОПРОС. Как изменятся характеристики инерционного форсирующего звена при τ > T и его реализация на электронной модели?
5.3. ВОПРОС. В каком случае колебательное звено становится консервативным и как при этом изменятся его характеристики?
5.4. ВОПРОС. Как нужно изменить схему, приведенную на рис.10, чтобы получить электронную модель консервативного звена?
5.5. ВОПРОС. Чему равен запас устойчивости по амплитуде в звеньях второго порядка?
5.6. ВОПРОС. Чем объяснить наличие точки перегиба на переходной характеристике апериодического звена второго порядка?

------------------------------------------------------------------------------

СОДЕРЖАНИЕ:

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНЕРЦИОННОГО ЗВЕНА 
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНЕРЦИОННОГО ФОРСИРУЮЩЕГО ЗВЕНА 
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗВЕНА ВТОРОГО ПОРЯДКА 
5. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 
5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

=============================================

Лабораторная работа 2

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 В процессе выполнения лабораторной работы No2 «Исследование статических и астатических систем автоматического управления» необходимо:
1) на примере схемы конкретной системы автоматического управления (САУ) произвести ее моделирование в программе ASIMEC;
2) в соответствии с вариантом задания по исходным данным рассчитать значения параметров элементов модели системы;
3) снять временные и частотные характеристики статической и астатической САУ, определить показатели качества регулирования и значения запасов устойчивости;
4) оценить влияние отдельных параметров элементов САУ на статические и динамические характеристики системы;
5) оценить влияние астатизма на статические и динамические характеристики системы.

!!!!!Исходные данные!!!!!
No вар. Т1, мс Т2, мс k12 k2 koc k3, с-1
20 40 20 5 4 0,7 20

------------------------------------------------------------------------------

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

3.1. ВОПРОС. Возможно ли получение в статической САУ нулевой статической ошибки?
3.2. ВОПРОС. Как связать частоту собственных колебаний переходной характеристики для САУ, работающей на границе устойчивости, с корнями характеристического уравнения?
3.3. ВОПРОС. Почему внешние статические характеристики статической САУ исходят из одной точки? Для любой статической системы это свойство будет иметь место?
3.4. ВОПРОС. При каком коэффициенте передачи K переходная характеристика статической САУ при подаче задающего воздействия будет апериодической?
3.5. ВОПРОС. Почему в астатической САУ величина статической ошибки равна нулю (ответ обосновать математически)?


------------------------------------------------------------------------------

СОДЕРЖАНИЕ:

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ САУ 
3. ИССЛЕДОВАНИЕ АСТАТИЧЕСКОЙ САУ 
4. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 
5. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

=============================================

Лабораторная работа 3

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

В процессе выполнения лабораторной работы No3 «Последовательная коррекция систем автоматического управления» необходимо:
1) на примере схемы конкретной системы автоматического управления (САУ) произвести ее моделирование в программе ASIMEC;
2) в соответствии с вариантом задания по исходным данным рассчитать значения параметров элементов модели системы;
3) снять временные и частотные характеристики нескорректированной САУ, определить показатели качества регулирования и значения запасов устойчивости;
4) выполнить последовательную коррекцию с помощью однозвенного фильтра, оценить влияние постоянной времени фильтра на показатели ка-чества регулирования;
5) выполнить последовательную коррекцию с помощью ПИ-регулятора, оценить влияние постоянной времени ПИ-регулятора на показатели каче-ства регулирования;
6) выполнить последовательную коррекцию с помощью ПИД-регулятора, оценить влияние коэффициента усиления ПИД-регулятора на показатели качества регулирования.

Рисунок 1 – Структурная схема САУ

!!!!!!!!!!!!Исходные данные!!!!!!!!!!!
No вар. Т1, мс Т2, мс Т3, мс k1 k3
20 120 70 8 3 3

!!!!!!!!Значения коэффициента усиления ПИД-регулятора!!!!!!!!!!!
No вар. k_пид1,с^(-1)
k_пид2,с^(-1)
k_пид3,с^(-1)
k_пид4,с^(-1)
20 17,51 8,75 4,428 3,54

------------------------------------------------------------------------------

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. ВОПРОС. Возможно ли с помощью последовательных корректирующих устройств сделать неустойчивую САУ устойчивой, и если возможно, то по-чему?
2. ВОПРОС. Возможно ли при определенных параметрах ПИ-регулятора устойчивую систему сделать неустойчивой?
3. ВОПРОС. Какое новое качество приобретает САУ при использовании в ней в качестве корректирующих устройств ПИ- и ПИД-регуляторов?
4. ВОПРОС. Почему при использовании в качестве корректирующего устройства ПИ-регулятора может ухудшиться быстродействие САУ?
5. ВОПРОС. Возможно ли с помощью ПИД-регулятора настроить САУ на технический оптимум и какие показатели качества регулирования при этом будут достигнуты (в цифрах)?

------------------------------------------------------------------------------

СОДЕРЖАНИЕ:

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НЕСКОРРЕКТИРОВАННОЙ САУ 
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК САУ С ФИЛЬТРОМ 
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК САУ С ПИ-РЕГУЛЯТОРОМ 
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК САУ С ПИД-РЕГУЛЯТОРОМ 
6. ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 
7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 

=============================================

Оценка: Зачет
Дата оценки: 18.07.2023г.

Помогу с вашим вариантом, другой работой, дисциплиной или онлайн-тестом.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru