ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.12.2024
Просмотров: 441
Скачиваний: 1
Порядок выполнения работы
По схеме набора составить передаточную функцию системы и определить области варьируемых параметров, в которых имеют место особые точки типа «узел» и «фокус». Рассчитать и построить фазовые траектории соответствующие «узлу» и «фокусу».
Получить переходные процессы в системе для «устойчивого узла» и «устойчивого фокуса» при подаче на вход системы прямоугольных импульсов.
В работе исследуются фазовые портреты систем второго порядка. В качестве фазовых координат берутся выходная величина и ее первая производная или же выходные величины отдельных звеньев.
Для получения
сигнала по производной в вариантах 8-14
по схеме используется дифференцирующая
RC-цепь, у которой
,
Естественно, что эта цепь дает не
идеальную производную, так как ее
передаточная функция,
,
.
Для усиления этого сигнала на выходе включается усилитель Для наблюдения фазового портрета на экране осциллографа на вход «Х» подают выходной сигнал системы Y1, а на вход «Y» производную этого сигнала Y2.
На вход системы подается последовательность прямоугольных импульсов. При определенной частоте этих импульсов на экране наблюдаются одновременно две фазовые траектории, соответствующие переходным процессам по переднему и заднему фронтам импульсов.
Содержание отчета
В отчете должны быть приведены:
схема набора и передаточная функция системы;
математические выражения условий существования в системе фазового портрета типа «фокус» и «узел»;
вид расчетных и экспериментальных фазовых траекторий.
Контрольные вопросы
Что такое фазовая траектория?
Что такое фазовый портрет?
Особые точки фазовых портретов?
Математические условия существования различных видов фазовых портретов (центр, узел, фокус, седло)?
Какое соответствие между переходными процессами в системе при единичном ступенчатом воздействии и видом фазовых траекторий?
Варианты заданий приведены в таблицах 8-10.
Таблица 8
Варьируемые параметры – R1, C1
|
№ вар |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
k |
100 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
20 |
|
R2, кОм |
5,1 |
7,5 |
10 |
5,1 |
5,1 |
15 |
15 |
|
С2, мкФ |
6 |
5 |
6 |
10 |
12 |
12 |
6 |
Таблица 9
Варьируемый параметр – R
|
№ вар |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
L, Гн |
0,5 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
С, мкФ |
1 |
0,05 |
0,1 |
0,25 |
0,25 |
0,1 |
0,35 |
Таблица 10
Варьируемый параметр – к (R4, R5)
|
№ вар |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
R1,кОм |
10 |
10 |
10 |
50 |
50 |
50 |
|
R2, кОм |
10; |
15; |
10; |
10; |
15; |
10; |
|
R3, кОм |
10 |
10 |
15 |
15 |
10 |
10 |
Лабораторная работа №9 Фазовые портреты нелинейных систем
Цель работы: изучение процессов в нелинейных системах с помощью фазовой плоскости.
Программа работы
При подготовке к работе построить фазовый портрет заданной нелинейной системы с нелинейностью типа «реле» при отсутствии обратной связи по скорости изменения выходной величины и при наличии обратной связи по скорости.
Получить фазовые траектории нелинейной системы без обратной связи по скорости и с ней.
Величину обратной связи по скорости подобрать такой, чтобы получить:
а) колебательный затухающий процесс без автоколебаний;
б) скользящий режим.
Составить отчет.
Порядок выполнения работы
При подготовке к работе по заданной схеме набора системы составить структурную динамическую схему системы и найти передаточную функцию линейной части системы, рассчитать и построить фазовые траектории для системы с нелинейностью типа «идеальное реле» (
)
для системы с нелинейностью типа «реле
с гистерезисом» (
).
Во втором случае фазовый портрет
строится для системы без обратной связи
по скорости и с обратной связью по
скорости. Варианты заданий приведены
в таблице 11.Получить фазовые траектории нелинейной системы с нелинейностью типа «реле» без обратной связи по скорости и с обратной связью по скорости.
Методика проведения эксперимента аналогична приведенной в предыдущей работе.
Путем подбора коэффициента обратной связи по скорости получить колебательный затухающий процесс без автоколебаний и скользящий режим.
Для наблюдения фазового портрета на экране осциллографа на вход «Х» подают выходной сигнал системы Y1, а на вход «Y» производную этого сигнала Y2.
Таблица 11
|
№ вар |
1, В |
2, В |
R1,кОм |
R2, кОм |
С1, мкФ |
С2, мкФ |
|
1 |
0 |
4 |
10 |
10 |
5 |
1 |
|
2 |
0 |
2 |
10 |
10 |
1 |
1 |
|
3 |
0 |
4 |
10 |
10 |
0,5 |
1,0 |
|
4 |
0 |
4 |
10 |
10 |
0,25 |
1,0 |
|
5 |
0 |
2 |
10 |
10 |
1,0 |
5 |
|
6 |
0 |
4 |
10 |
10 |
1,0 |
0,5 |
|
7 |
0 |
4 |
10 |
10 |
1,0 |
0,1 |
|
8 |
0 |
2 |
10 |
3 |
1,0 |
5,0 |
|
9 |
0 |
2 |
10 |
30 |
1,0 |
1,0 |
|
10 |
0 |
2 |
10 |
30 |
1,0 |
0,25 |
|
11 |
0 |
4 |
10 |
30 |
1,0 |
0,05 |
|
12 |
0 |
2 |
10 |
30 |
5,0 |
1,0 |
|
13 |
0 |
2 |
10 |
30 |
0,5 |
1,0 |
|
14 |
0 |
4 |
10 |
3 |
0,1 |
1,0 |
|
15 |
0 |
4 |
30 |
10 |
1,0 |
5,0 |
|
16 |
0 |
4 |
30 |
10 |
1,0 |
0,5 |
|
17 |
0 |
2 |
30 |
10 |
1,0 |
1,0 |
|
18 |
0 |
4 |
30 |
10 |
0,25 |
1,0 |
|
19 |
0 |
2 |
30 |
10 |
0,1 |
1,0 |
|
20 |
0 |
2 |
30 |
10 |
0,1 |
0,1 |
Примечание.
Ширина петли гистерезиса устанавливается
подбором номиналов сопротивлений
и
в релейном элементе, при этом коэффициент
усиления усилителя
должен быть меньше 1.
Содержание отчета
В отчете должны быть приведены:
схема набора нелинейной системы;
структурная динамическая схема системы и передаточная функция ее линейной части;
расчет фазовых траекторий;
вид расчетных и экспериментально полученных фазовых траекторий.
Контрольные вопросы
Какие существуют методы построения фазовых портретов нелинейных САУ?
В чем заключается метод изоклин?
В чем заключается метод «сшивания»?
Что такое скользящий режим?
Лабораторная работа №10
Исследование автоколебаний в нелинейных САУ
Цель работы: теоретическое и экспериментальное определение параметров автоколебаний в нелинейных САУ.
Программа работы
При подготовке к работе по заданной схеме набора системы составить структурную динамическую схему. Пользуясь методом гармонической линеаризации составить уравнения гармонического баланса и по ним определить зависимости частоты и амплитуды автоколебаний от коэффициента передачи линейной части и от постоянной времени второго звена (при фиксированном коэффициенте передачи).
Варианты заданий приведены в таблице 12.
Таблица 12
|
№ п/п |
Звено 1 |
Звено 2 |
Звено 3 |
|||
|
R, кОм |
С, мкФ |
R, кОм |
С, мкФ |
R, кОм |
С, мкФ |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
0,1 |
|
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
5 |
0,1 |
|
3 |
2 |
0,5 |
3 |
0,5 |
5 |
0,25 |
|
4 |
5 |
0,5 |
2 |
0,25 |
5 |
1 |
|
5 |
2 |
1 |
2 |
1 |
3 |
0,5 |
|
6 |
2 |
0,5 |
2 |
0,5 |
1 |
0,25 |
|
7 |
1 |
0,1 |
1 |
0,1 |
3 |
0,5 |
|
8 |
1 |
0,25 |
1 |
0,25 |
2 |
0,25 |
|
9 |
1 |
0,5 |
1 |
0,5 |
3 |
0,25 |
|
10 |
3 |
0,5 |
3 |
0,5 |
1 |
1 |
|
11 |
2 |
0,25 |
1 |
0,25 |
1 |
5 |
|
12 |
1 |
5 |
1 |
5 |
2 |
0,5 |
|
13 |
3 |
1 |
3 |
1 |
2 |
0,5 |
|
14 |
5 |
0,5 |
5 |
0,5 |
3 |
0,25 |