Целью работы является:
1. проверка устойчивости заданных АСР;
2. проведение последовательной и параллельной (прямой и с помощью обратных связей) коррекции неустойчивых АСР. Определение параметров устройств коррекции;
3. экспериментальная проверка устойчивости АСР и действия корректирующих устройств.
Домашняя подготовка и составление предварительного отчета
1.Изучить рекомендуемую литературу [1, с.189–204, 208–213].
2. Для заданной схемы АСР (табл.4, рис.4):
а) Проверить условие устойчивости по критерию Гурвица. Если заданная АСР устойчива, задать значение коэффициента k 1, при котором К раз > К раз.пр, использовать это значение k 1 при дальнейшем анализе;
б) Построить амплитудно–фазовую характеристику (АФХ) разомкнутой АСР.
в) Провести параллельную коррекцию первого звена с использованием обратной связи, определить область значений параметра корректирующего звена, приводящего исходную АСР к устойчивости. Построить примерную АФХ скорректированной разомкнутой АСР.
г) Провести параллельную коррекцию первого звена введением дополнительной прямой параллельной связи в звено 1, определить область значений параметра корректирующего звена, приводящего исходную АСР к устойчивости. Построить примерную АФХ скорректированной разомкнутой АСР.
д) Провести последовательную коррекцию неустойчивой АСР, определить область значений коэффициента передачи дифференцирующего звена, обеспечивающего устойчивость исходной АСР. Построить АФХ скорректированной разомкнутой АСР.
Указания Для получения значений коэффициента передачи корректирующих звеньев, приводящих АСР к устойчивости, воспользоваться критерием Гурвица. Для этого записать выражение эквивалентной передаточной функции в случае охвата звена местной обратной связью, найти эквивалентную постоянную времени и вычислить: коэффициент обратной связи, необходимый для получения значений постоянной времени Т 1 из области устойчивости (п.2,в); коэффициент передачи звена дополнительной прямой параллельной связи (п.2,г); коэффициента передачи дифференцирующего звена (п.2,д).
Работа в лаборатории
Провести исследование действия корректирующих устройств обеспечивающих устойчивость исходной АСР по заданной программе.
Указания. 1. Собрать схему заданной АСР. На вход схемы в качестве Х пред подключить источник постоянного напряжения. Изменяя Х пред, установить Х вых.уст=8 В. В качестве Х вв использовать источник единичного скачка (ИЕС) подключить на вход исследуемого АСР, один вход осциллографа – к выходу ИЕС, а второй – на выход АСР.
При снятии характеристик отдельных звеньев см. указания к лабораторной работе № 1.
2. Убедиться, что АСР неустойчива. Снять частотные характеристики разомкнутой АСР в линейном режиме и построить АФХ, сделать вывод о поведении АФХ в окрестности точки (–1, j 0). Для снятия частотных характеристик источник единичного скачка заменить источником синусоидального сигнала (ИСС). Затем по осциллограммам определить отношение амплитуд (АЧХ) и разность фаз (ФЧХ) выходного и входного сигналов при изменении частоты входного синусоидального сигнала от 0 до 5·2π/ Т, где Т – минимальная постоянная времени звена исследуемой АСР
3. Охватить первое звено модели АСР местной обратной связью. Изменяя коэффициент передачи обратной связи, добиться устойчивой работы замкнутой АСР с некоторым запасом. Снять частотные характеристики разомкнутой АСР в линейном режиме и построить АФХ; сделать вывод о поведении АФХ в окрестности точки (–1, j 0). Сравнить полученную АФХ с АФХ исходной АСР (п.2). Сделать вывод о влиянии местной обратной связи на АФХ разомкнутой АСР.
Снять переходную характеристику первого звена с корректирующей обратной связью и без нее, определить в обоих случаях коэффициент передачи и постоянную времени, рассчитать коэффициент обратной связи, при котором АСР стала устойчивой. Сравнить с данными предварительного отчета.
4. Ввести дополнительную прямую связь, параллельную первому звену. Изменяя коэффициенты передачи звена прямой связи, убедиться, что скорректированная АСР стала устойчивой. Снять частотные характеристики разомкнутой АСР в линейном режиме и построить АФХ, сделать вывод о поведении АФХ в окрестности точки (–1, j 0). Сравнить полученную АФХ с АФХ исходной АСР (п.2). Сделать вывод о влиянии дополнительной прямой связи на АФХ разомкнутой АСР.
5. Ввести звено последовательной коррекции в схему исходной неустойчивой АСР. В качестве корректирующего дифференцирующего звена использовать идеальное дифференцирующее звено. При изменении коэффициента передачи дифференцирующего звена сделать АСР устойчивой. Проверить действие реального дифференцирующего звена.
Снять частотные характеристики разомкнутой АСР в линейном режиме и построить АФХ; сделать вывод о поведении АФХ в окрестности точки (–1, j 0). Сравнить полученную АФХ с АФХ исходной АСР (п.2). Сделать вывод о влиянии звеньев последовательной коррекции на АФХ разомкнутой АСР.
Cнять переходную характеристику реального и идеального дифференцирующих звеньев, приводящих неустойчивую АСР к устойчивости. По переходной характеристике определить параметры звеньев и сравнить с данными предварительного отчета. Сделать выводы.
