Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Теоретичні відомості




МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕЛЕКТРОНІКИ

І КОМП’ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З КУРСУ

"ТЕОРІЯ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ"

для студентів зі спеціальностЕЙ

7.091401 "СистемИ УПРАВЛІННЯ І АвтоматикИ"

7.092203 "ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНІ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТА ЕЛЕКТРОПРИВОД"

7.092204 “ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ ЕНЕРГОЄМНИХ

ВИРОБНИЦТВ”

Усіх форм навчання

 

ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ 7-9

НЕЛІНІЙНІ СИСТЕМИ

 

 

 

 

Кременчук 2005


 

Методичні вказівки щодо виконання лабораторних робіт з курсу "Теорія автоматичного керування" для студентів зі спеціальностей 7.091401 - "Системи управління і автоматики", 7.092203 - "Електромеханічні системи автоматизації та електропривод", 7.092204 - “Електромеханічне обладнання енергоємних виробництв” усіх форм навчання. Лабораторні роботи 7-9. Нелінійні системи.

 

 

Укладач: ст. викладач В. О. Євстіфєєв

 

Кафедра САУЕ

 

Затверджено методичною радою КДПУ

 

Протокол № ____ від __________________________

 

Голова методичної ради _________________проф. В.В.Костін

 

 

 

Зміст

 

 

Лабораторна робота №7 Моделювання типових нелінійностей..........………4

 

Лабораторна робота №8 Вивчення фазових портретів систем …................….9

 

Лабораторна робота № 9 Дослідження режиму автоколивань....................…13

 

Список літератури ………………………………………………...…………… 21

 


Лабораторна робота № 7

Моделювання типових нелінійностей

Мета роботи

Придбання навичок моделювання типових нелінійностей за допомогою пакета програм "Matlab".

 

Зміст роботи

7.2.1 Вивчення теоретичних відомостей з теми лабораторної роботи;

7.2.2 Моделювання типових нелінійностей засобами пакета "Matlab".

 

Теоретичні відомості

Лінійні системи автоматичного керування (САК) описують лінійними диференціальними рівняннями. У цих рівняннях змінні та їх похідні зустрічаються лише у першому ступені й відсутні взаємні добутки змінних та їх добутки з похідними.

На практиці лінійних САК не існує, бо характеристики більшості елементів, що утворюють системи, нелінійні, й точні диференціальні рівняння систем є нелінійними. У них крім першого зустрічаються й інші ступені змінних та їх похідних. До нелінійних САК належать усі системи, до яких входить один або декілька нелінійних елементів. Таким чином, нелінійність систем обумовлена нелінійністю статичної характеристики одного з її елементів.

Найпростішими нелінійними елементами є статичні нелінійності. У них вихідна величина y залежить тільки від вхідної величини x, причому ця залежність є однозначною (рис. 7.1 а, в; рис. 7.2 а, б, г).

У динамічних нелінійностей вихідна величина y залежить як від вхідної величини x, так і від її похідної x ¢. Характеристика динамічної нелінійності завжди неоднозначна. Це петльові характеристики (рис. 7.1 б; рис. 7.2 д, е). Більш складною динамічною нелінійністю є елемент із сухим тертям або ідеальне реле, що часто зустрічається в технічних пристроях (рис. 7.2 в).

 
 

 

 


Досить часто зустрічаються елементи, характеристики яких є частково-лінійними або апроксимуються частково-лінійними графіками (рис. 7.2).


Якщо у систему входить декілька нелінійних елементів, з’єднаних послідовно, паралельно або зустрічно-паралельно, то сумарну характеристику можна побудувати за певними правилами.

Паралельне з’єднання нелінійних елементів. При паралельному з’єднанні НЕ сумарну характеристику будують як геометричну суму нелінійних характеристик окремих елементів (рис. 7.3).

 
 

 


Послідовне з’єднання двох нелінійних елементів. При послідовному з’єднанні нелінійних елементів вихідна величина одного НЕ є вхідною для дальшого НЕ (рис. 7.4, а). Тому під час побудови сумарної нелінійної характеристики систему координат другої характеристики повертають на 90°, сполучаючи вісі і .

 

 

У першій чверті будують характеристику НЕ1, в другій – НЕ2, в третій проводять бісектрису, за допомогою якої у четвертій чверті отримують сумарну нелінійну характеристику (рис. 7.4 б).

 

Деякі типові нелінійності надані у блоці Nonlinear бібліотеки simulink пакета “Matlab” (рис. 7.5):

Rate Limiter – обмеження швидкості;у блоці параметрів задається гранична швидкість зростання (rising slew rate) і гранична швидкість убування (falling slew rate) вхідного сигналу;

Saturation – обмеженнялінійності за виходом ( насичення); у блоці параметрів можна задавати значення верхнього (upper limit) і нижнього (lower limit) обмеження;

Dead Zone – зона нечутливості (мертва зона); у блоці параметрів можна задавати ширину зони нечутливості (start of dead zone, end of dead zone);

Relay – двопозиційне реле з гістерезісом; у блоці параметрів задають ширину петлі, вказуючи моменти вмикання (switch on point) і вимикання (switch off point) реле, а також величину сигналу при увімкненому (output when on) і вимкненому (output when off) реле; за допомогою цієї нелінійності можна змоделювати ідеальну релейну характеристику (рис. 7.2, в), якщо задати моменти вмикання і вимикання нульовими;

Backlash – люфт, або мертвий хід. Якщо різниця між вхідною й вихідною величиною менша за величину мертвого ходу, зміна вхідної величини не впливає на вихідну величину. У протилежному випадку вихідна величина повторює змінювання вхідної величини з різницею, що дорівнює величині мертвого ходу. У блоці параметрів можна задавати ширину люфту (deadband width), а також початкове значення виходу (initial output);

Рис. 7.5 - Основні нелінійності бібліотеки simulink пакета “Matlab”

За допомогою комбінацій цих нелінійностей можна отримати інші нелінійні елементи. Наприклад, послідовним з’єднанням елементів “Dead zone” і “Saturation” можна отримати статичну характеристику “Обмеження лінійності за виходом із зоною нечутливості” (рис. 7.6).

 

Поделиться:





Читайте также:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...