Теория автоматического управления. Мартемьянов Ю.Ф - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ВВЕДЕНИЕ
Теория автоматического управления является основной общеобразовательной дисциплиной направления
подготовки дипломированного специалиста «Автоматизированные технологии и производства», специальности
220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» и 230104 «Системы автоматизированного
проектирования».
Для более полного усвоения курса и приобретения навыков по вопросам анализа и синтеза систем автома-
тического управления студенты должны выполнить цикл лабораторных работ. После выполнения лаборатор-
ных работ студент должен уметь анализировать типовые звенья, экспериментально определять частотные ха-
рактеристики, анализировать типовые законы регулирования, определять показатели запаса устойчивости и
качества регулирования, проводить параметрический синтез одноконтурной системы автоматического регули-
рования.
Представленный материал предназначен для выполнения лабораторных работ по линейным системам ав-
томатического управления. Он содержит материалы для изучения студентами основных динамических характе-
ристик, используемых в системах автоматического управления, методику экспериментального определения
временных и частотных характеристик, анализа системы на запас устойчивости, а также анализ одноконтурной
системы автоматического регулирования с различными типовыми законами регулирования.
Лабораторные работы могут быть использованы при изучении вопросов теории автоматического управле-
ния студентами различных специальностей в курсах, связанных с автоматизацией производственных процес-
сов, а также магистрантами и аспирантами.
Лабораторная работа 1
ТИПОВЫЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЗВЕНЬЯ
Цель работы: Изучение типовых элементарных звеньев.
ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ
1. Изучить уравнения движения предложенных типовых звеньев.
2. Изучить передаточные функции этих звеньев.
3. Изучить частотные характеристики этих звеньев.
4. Изучить временные характеристики этих звеньев.
5. Изучить влияние параметров передаточной функции на форму кривой разгона для предложенных ти-
повых звеньев.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Передаточные функции типовых звеньев должны иметь вид простых дробей. Уравнения всех типовых
звеньев (кроме звена чистого запаздывания) можно получить из обыкновенного дифференциального уравнения
второго порядка:
()
(
)
(
)
(
)
(
)
txbtxbtyatyatya
01012
+
′
=
+
′
+
′′
.
Различают следующие звенья: усилительное, интегрирующее, идеальное и реальное дифференцирующие,
форсирующее, чистого запаздывания, инерционно-форсирующее, апериодическое первого и второго порядка,
колебательное. Все звенья по ряду общих закономерностей можно разделить на три группы:
1. Статические звенья, у которых статическая характеристика отлична от нуля. Эти звенья имеют одно-
значную связь между входной и выходной переменными в статическом режиме. Передаточная функция пред-
ставляет собой отношение двух полиномов
()
(
)
()
sA
sB
sW =
. Если эти полиномы имеют один или несколько
нулевых корней, то передаточную функцию удобно записывать в такой форме, чтобы полюса и нули были вы-
делены в явном виде. Если передаточная функция имеет в точке
0
=
s полюс кратности ν, то её удобно записать
в виде
() ()
ν
= sskWsW /
*
. Коэффициент k называется передаточным коэффициентом. Для статических звеньев,
к которым относят усилительное, апериодическое, колебательное звенья, передаточный коэффициент связан с
передаточной функцией соотношением
(
)
0
|
=
=
s
sWk . Кроме того, статические звенья являются фильтрами низ-
кой частоты, исключение составляет усилительное звено.
2. Дифференцирующие звенья, у которых статическая характеристика равна нулю, – это идеальное и ре-
альное дифференцирующие звенья; в их передаточную функцию входит сомножитель
s
поэтому
(
)
0|
0
=
=s
sW .
Дифференцирующие звенья являются фильтрами высокой частоты, они вносят положительные фазовые сдвиги.
3. Астатические звенья – звенья не имеющие статической характеристики, к ним относится интегрирую-
щее звено, в передаточную функцию которого обязательно входит сомножитель
s
1
, поэтому
()
∞
=0W . Интег-
рирующие звенья являются фильтрами низкой частоты.

Страницы