Контрольная работа №2 с курса Теория автоматического управления - 2 задачи

Задача №1

Задание:

В процессе выполнения задания 1 необходимо:

- построить структурную схему модели автоматического регулятора скорости движущегося объекта с использованием типовых звеньев САУ;

- вычислить параметры используемых типовых звеньев;

- осуществить исследование функционирования автоматического регулятора скорости при воздействии заданных возмущающих факторов, используя для моделирования программный продукт МВТУ (Моделирование В Технических Устройствах) или пакет программ «Simulink» математической среды «Matlab system».

Для выполнения задания 1 необходимо использовать следующие исходные данные:

1) Vн=45 – значение скорости движения объекта на момент начала регулирования, км/ч;

2) Vз=25 – значение заданной скорости движения объекта, км/ч;

3) K1=0,004 – статический коэффициент усиления апериодического звена в основной цепи регулятора, характеризующий взаимосвязь между текущим значением отклонения ΔV фактической скорости Vф от заданной Vз и величиной изменения ΔVр регулируемой скорости в установившемся режиме;

4) T1=0,80 – постоянная времени апериодического звена в основной цепи регулятора, характеризующая инерционность реализации управляющего воздействия, с;

5) T2=0,10 – постоянная времени апериодического звена в цепи обратной связи, характеризующая инерционность цепи обратной связи устройства автоматического регулирования, с;

6) A=2,0 – максимальное приращение ΔVв фактической скорости Vф от периодически изменяющегося внешнего возмущающего воздействия, км/ч.

Закон изменения фактической скорости Vф(t) движения объекта имеет вид следующей функции:

где ΔVв(t) – изменение фактической скорости, вызванное периодически изменяющимся внешним возмущающим воздействием с амплитудой A, км/ч; ΔVр(t) – изменение фактической скорости, вызванное регулирующим воздействием апериодического звена в основной цепи регулятора.

Используя приведенные структурные схемы модели автоматического регулятора скорости с использованием программных средств Simulink и МВТУ, студент должен:

- вычислить статический коэффициент усиления К2 цепи обратной связи;

- найти аналитическое выражение для передаточной функции W(p) замкнутой системы автоматического регулирования скорости (далее системы);

- используя программные средства Simulink или МВТУ, получить графики переходной функции замкнутой системы h(t) и сделать выводы об устойчивости системы;

- используя программные средства Simulink или МВТУ, получить графики логарифмической амплитудночастотной L(lgω) и фазочастной φ(lgω) характеристик замкнутой системы, и подтвердить сделанные ранее выводы об устойчивости замкнутой системы;

- произвести оценку основных показателей качества регулирования скорости при изменении постоянной времени Т2 апериодического звена в цепи обратной связи автоматического регулятора скорости в следующих пределах: T2.min=0,1·T2; T2.max=5,0·T2;

- вывести на печать графики h(t), Hp(ω) и φp(ω);

- привести краткое пояснение хода выполнения работы и сформулировать выводы по результатам исследований.

Задача №2

Задание:

В процессе выполнения задания 2 необходимо:

- откорректировать структурную схему модели автоматического регулятора скорости движущегося объекта с учетом переменного характера внешнего возмущающего воздействия;

- задать параметры используемых типовых звеньев;

- осуществить исследование функционирования автоматического регулятора скорости при воздействии заданных возмущающих факторов.

Для выполнения задания 2 необходимо дополнительно использовать следующие исходные данные:

1) A=2,0 – амплитуда периодически изменяющегося по синусоидальному закону внешнего возмущающего воздействия:

2) Tв=3π – период изменения внешнего возмущающего воздействия, с.

1. Справочник по теории автоматического управления / под ред. А. А. Красовского. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1987. – 712 с.

2. Выгодский, М. Я. Справочник по элементарной математике / М. Я. Выгодский. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1976. – 335 с.

3. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981.

4. Дьяконов В. П. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник / В. П. Дьяконов, Круглов В. В. – СПб.: Питер. 2001. – 448 с.

5. Дьяконов В. П. Simulink 4. Специальный справочник / В. П. Дьяконов. – СПб.: Питер. 2002. – 528 с.

6. Дьяконов В. П. Математические пакеты расширения MATLAB. Специальный справочник / В. П. Дьяконов, Круглов В. В. – СПб.: Питер. 2001. 480 с.

7. Зельдин, Е. А. Децибелы / Е. А. Зельдин. 2-е изд., доп. – М.: Энергия. 1977. – 64 с. (Массовая радиобиблиотека; вып. 949).