Лабораторная работа № 3

ИЗУЧЕНИЕ ТИПОВЫХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ
В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Цели работы: изучить свойства типовых законов преобразования сигналов в системах управления, определить влияние значений настроек составных регуляторов на качество управления.

Программа работы

1.     Повторить приёмы работы в пакете моделирования Classic 3:
1.1. Формирование проекта отдельного динамического звена.
1.2. Ввод и изменение его параметров.
1.3. Проведение связей между блоками.
1.4. Назначение "входов" и "выходов" модели.
1.5. Построение характеристик моделируемой системы.

2.     Исследовать типовые линейные законы преобразования сигналов:
2.1. Создать новый проект.
2.2. Создать модель в пакете Classic, содержащую три ветви: П-, И- и Д-составляющие.
2.3. Ввести параметры звеньев модели согласно варианту задания.
2.4. Исследовать модель в случае, когда сигнал преобразуется по пропорциональному закону: снять переходные характеристики при различных входных воздействиях.
2.5. Снять характеристики модели при преобразовании сигнала только по интегральному закону: произвести те же действия, что и в п.2.4.
2.6. Промоделировать систему в случае, когда используется только дифференциальный закон преобразования входного сигнала: повторить действия п.2.4.
2.7. Исследовать варианты составных законов преобразования сигнала: ПД, ПИ, ПИД тем же способом, что и предыдущие элементарные законы.

3. Сформулировать выводы о проделанной работе.

Указания к выполнению работы

К п.2.1-2.3. Основные приёмы работы в пакете моделирования САУ Classic 3 изложены в методических указаниях для лабораторной работы № 1а, поэтому здесь рассмотрим лишь возможный вариант модели.
Например, структурная схема модели для проведения исследований типовых законов регулирования может выглядеть так, как показано на рис.1. Здесь блоки 1-3 предназначены для ввода параметров П-, И- и Д-составляющих соответственно. Блоки 4-6 служат "выключателями" - в числитель их передаточных функций вводится 1 в случае, если соответствующий параметр присутствует в законе управления, и 0 – в противном случае.

Рис.1. Общий вид схемы модели в пакете Classic

В поле "Атрибуты:" для блока 7 устанавливаем значение "Вход", для блока 8 – "Выход". В поле "Передаточная функция блока" вводим параметры регуляторов согласно вариантам задания (табл.1). Строки над толстой линией соответствуют порядку слагаемого числителя, под линией – знаменателя.
Объект управления (блок №8) представляет собой инерционное звено 1-го порядка с передаточной функцией вида: . Параметры ОУ приведены в таблице 2 и вводятся в блок №8.
В случае пропорционального и дифференцирующего звеньев необходимо в знаменатель ПФ обязательно ввести единицу! Если же звено интегрирующее, то будет достаточно ввести постоянную времени в строку под линией, соответствующую первому порядку знаменателя.
К п.2.4-2.7. Последовательность действий при исследовании законов преобразования сигналов:

Рис.2. Общий вид окна характеристик модели

Для получения характеристик модели необходимо выбрать пункт главного меню "Расчёты/Характеристики", или нажать клавишу F9. В результате откроется окно вида рис.2. Если необходимо скопировать графики, то следует выбрать пункт меню "Вид/Копировать" (или Ctrl+C).
Нажав ПКМ на любом из графиков, открываем меню вида рис.3. Здесь с помощью пунктов "Параметры…" и "Тип…" можно изменить свойства и внешний вид графиков. Пункт "Показатели качества (сводка)" (Ctrl+I) выведет на экран те показатели качества САУ, которые можно определить с помощью соответствующей характеристики.

Рис.3. Контекстное меню графического окна

Кликнув ПКМ на графике "Переходные процессы" и выбрав пункт меню "Тип...", можно изменить тип характеристики, выбрав соответствующее входное воздействие (см.рис.4). Аналогичным образом можно изменить набор отображаемых графиков в окне "Частотные характеристики" (рис.5).

Рис.4. Окно выбора типа входного воздействия

Рис.5. Окно выбора типа частотных характеристик

Варианты заданий
Таблица 2

.