Лабораторная работа № 4а

КОРРЕКЦИЯ САУ АМПЛИТУДО-ФАЗО-ОПЕРЕЖАЮЩИМИ
ЗВЕНЬЯМИ ПЕРВОГО ПОРЯДКА

Цель работы: показать достоинства и недостатки последовательной коррекции систем управления амплитудо-фазо-опережающим (АФО) звеном первого порядка.

Программа работы
1. Создать новый проект. Разместить на поле проекта структурную схему модели, состоящую из 3 звеньев: интегрирующего, инерционно-форсирующего и инерционного звена второго порядка, а также – одного последовательного корректирующего звена (звено 4) (рис.1). Ввести параметры звеньев в соответствии с вариантом задания (табл.2).
2. Снять частотные характеристики модели разомкнутой САУ, и переходную характеристику модели замкнутой САУ. Записать полученные значения прямых и косвенных показателей качества.
3. Определить параметры корректирующего звена (показатель глубины коррекции ? и величину диапазона коррекции Т), необходимые для получения нужных значений показателей качества САУ. Снять частотные и переходную характеристики модели разомкнутой САУ. Замкнуть обратную связь САУ, снять частотные и переходную характеристики модели замкнутой САУ. Сравнить полученные значения показателей качества: корневых, прямых и косвенных.
4. Сформулировать выводы о проделанной работе.

Рис.1. Структурная схема исследуемой модели в программе Classic 3

Указания к выполнению работы

К п.1. Необходимые передаточные функции звеньев представлены в таблице 1.
Передаточные функции некоторых типовых звеньев
Таблица 1

В параметрах корректирующего звена (звено 4, рис.1) следует ввести единицу в числителе и в знаменателе (т.е. единичный коэффициент передачи).
К п.2. Оценка прямых показателей качества в данном случае должна производиться только на замкнутой САУ по её переходной характеристике. Косвенные же показатели – запасы по модулю и фазе, частота среза и т.п. – определяются по ЛЧХ, снятым на разомкнутой САУ.
К п.3. Возможности АФО КУ:
- улучшают запасы устойчивости, в частности, запас по фазе;
- улучшают свойства системы в высокочастотной области, в частности, позволяют сократить время переходного процесса (повысить быстродействие).
Недостатком АФО коррекции является то, что при наличии ВЧ шума могут возникнуть определенные проблемы за счет его усиления.
Передаточная функция применяемого АФО звена

.

Определение параметров КУ является процедурой синтеза, в данном случае – синтеза АФО КУ, который проводится в следующей последовательности:
1. По ЛЧХ нескорректированной системы определяются реальные частота среза  и запас по фазе , и сравниваются с желаемыми  и . Целью является определение необходимого фазового сдвига , создаваемого КУ, по соотношению
,
где  – нескорректированное значение фазы на требуемой частоте среза .
2. По полученной величине коррекции  определяется глубина коррекции
.
3. Чтобы обеспечить пересечение ЛАЧХ скорректированной САУ уровня 0дБ на частоте , рассчитывается дополнительный коэффициент усиления . Расчет  осуществляется по выражению
.
4. Значение Т определяется из условия, что максимальный фазовый сдвиг, создаваемый КУ, имеет место на частоте , то есть посередине между частотами, соответствующими полюсу и нулю. Учитывая, что , можно записать .
На этом процедуру синтеза АФО звена считают завершённой.

Варианты заданий
Таблица 2