Федеральное агентство связи Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» _____________________________________________________________________________ Кафедра радиоэлектронных систем МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторной работе №3 «Исследование показателей устойчивости замкнутых САУ» по учебной дисциплине «Теория автоматического управления» Для магистрантов направления подготовки: Управление в технических системах Составил: Профессор кафедры РЭС ПГУТИ Тяжев А.И. Лабораторная работа №3 «Исследование показателей устойчивости замкнутых САУ» Цель работы Необходимо в рассчитанной в лабораторной работе №1 системе автоматического управления (САУ) рассчитать запасы устойчивости по усилению, по фазе и определить фактический показатель колебательности САУ Мф. Структурная схема САУ: РПУ – радиоприемное устройство, ФД – фазовый детектор, КЗ – первое корректирующее звено, УМ – усилитель мощности, ЭД – электродвигатель, А – антенна, МОС – местная обратная связь, выполняющая роль второго корректирующего звена, x ц - азимут цели (объекта), у а - азимут антенны, е х у - ошибка слежения. Исходные данные для расчета: 1. Передаточные функции и параметры звеньев исходной части САУ: WРПУ k РПУ , 1 рТ РПУ WУМ WФД k ФД 1 рТ ФД , k ЭДА kУМ , WЭДА , р (1 рТ ЭДА ) 1 рТ УМ k РПУ k ФД 5 мВ , kУМ 100 , k ЭДА 8 1 , сВ Т РПУ Т ФД Т УМ 5 мс , Т ЭДА 12 мс 0.2 мс N1 0.2 мс N 0 Значения параметров корректирующих звеньев: коэффициент усиления kкз и постоянные времени T1 и Т2 берутся из расчетов работы №1. Литература 1. Тяжев А.И. Теория автоматического управления. Учебник. Самара: ПГУТИ, 2016.-164с. 2. Тяжев А.И. Конспект лекций по дисциплине «Теория автоматического управления». 3. Душин С.Е., Зотов Н.С., Имаев Д.Х. и др. Теория автоматического управления: Учебник для вузов/Под ред. В.Б. Яковлева.- М.: Высшая школа, 2009. - 567с. Контрольные вопросы 1. Сформулируйте с помощью годографа ККП разомкнутой САУ критерий устойчивости Найквиста. 2. Нарисуйте графики АЧХ разомкнутой и замкнутой САУ, укажите на них частоту среза, полосу пропускания и резонансную частоту. 3. Что такое частота среза, критическая частота и показатель колебательности? 4. Покажите на годографе ККП разомкнутой САУ точки, соответствующие частоте среза и критической частоте. 5. Дайте определение запасов устойчивости по усилению и по фазе. 6. Как в работе был определен запас устойчивости по усилению? 7. Как в работе был определен запас устойчивости по фазе? 8. Как в работе был определен показатель колебательности? Оборудование и ПО для выполнения работы 1. Персональный компьютер с программным обеспечением, позволяющим выполнить расчеты и исследования в соответствии с заданием. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Необходимо по литературе (указанной в списке и по другой достопной в библиотеках или в сети Интернет) изучить теорию, характеристики и области применения следящих систем автоматического управления (САУ), а затем приступить к выполнению задания по работе. Порядок выполнения работы 1. Фактические запасы устойчивости по усилению и фазе определяются с помощью графиков ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САУ, построенных с помощью ЭВМ по формулам: - график ЛАЧХ p 20 lg K 20 lg 20 lg 1 T2 20 lg 1 T1 30 lg 1 TРПУ 10 lg 1 TЭДА интегратор 2 2 2 РПУ ,ФД ,УМ , 2 КЗ ЭД - график ЛФЧХ p 2 интегратор 2arctg T2 2arctg T1 3arctg TРПУ arctg TЭДА 2 КЗ РПУ ,ФД ,УМ ЭД Графики ЛАЧХ и ЛФЧХ можно построить также с использованием программы Samsim. Запас устойчивости по усилению определяется по формуле: дБ p КР , где критическая частота кр определяется по графику ЛФЧХ из условия: р ( кр ) . Запас устойчивости по фазе определяется по формуле: р ( ср ) , где частота среза ср определяется по графику ЛАЧХ из условия р ( ср ) 0 . Фактический показатель колебательности системы определяется по формуле: M 1 sin СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА Отчет должен содержать: - структурную схему САУ, - исходные данные для расчета с учетом значений предпоследней N1 и последней N 0 цифр зачетной книжки студента, - формулы для расчета ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САУ, - графики ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой САУ, построенные с помощью программы Samsim, - значения запасов устойчивости по усилению дБ p КР , по фазе р ( ср ) и показателя колебательности САУ M 1 . sin