Для проведения анализа динамических свойств объекта управления при скачкообразном изменении U от 0 до 70 В при t=0 необходимо в МВТУ смоделировать один только объект управления и добавить временный график для просмотра поведения переходных процессов на каждом шаге интегрирования. Наглядное представление показано на рисунке 4.1.
Значение параметров ступенчатого входного воздействия:
1) время «включения» скачка T=0;
2) значение сигнала до скачка Y0=0;
3) значение сигнала после скачка YK=70.
График ступенчатого входного воздействия приводится на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – График входного сигнала
График переходного процесса показан на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 - Переходной процесс, протекающий в объекте управления объекта управления
Исходя из рисунка 4.3, можно провести анализ динамических свойств объекта управления
Высчитаем перерегулирование переходного процесса объекта управления. Для этого высчитаем максимум данной функции (используем список в МВТУ) и воспользуемся формулой (2).
Переходной процесс системы не превышает значение ошибки регулирования, значит процесс осуществляется бес перерегулирования.
хуст=70 B,
=±3,5 B.tн= 22,44 c. Достигается при t = хуст.
xmax = 71.16 B. Достигается при t = 18.54 c.
5. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СОЕДИНЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА И ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
Для проведения анализа динамических свойств последовательного соединения исполнительного механизма и объекта управления при скачкообразном изменении Up от 0 до 70 В при t=0 до -70 при t=40c, необходимо в МВТУ смоделировать последовательное соединение объекта управления и исполнительный механизм, добавить временный график для просмотра поведения переходных процессов на каждом шаге интегрирования. Наглядное представление показано на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 - Исполнительный механизм и объект управления.
График ступенчатого входного воздействия изображён на рисунке 5.2.
Рисунок 5.2 – График входного сигнала
График сигнала, преобразованного исполнительным механизмом, изображён на рисунке 5.3.
Рисунок 5.3 - График сигнала, преобразованного исполнительным механизмом
График переходного процесса, протекающего в системе управления, изображён на рисунке 5.4.
Рисунок 5.4 - График переходного процесса, протекающего в системе управления
Анализ динамических свойств последовательного соединения исполнительного механизма и объекта управления при скачкообразном изменении Up от 0 до 70 В при t=0 до -70 при t=40c проводится с помощью данных, на основании которых построен график на рисунке 5.4.
На графике можно выделить два периода. Первый – от 0 до 40 с, второй скачок начинается от 40с. Но для анализа системы достаточно проанализировать один (любой) из участков по причине того, что основные параметры периодов будут совпадать.
Проанализируем первый период:
хуст=70 B,
=±3,5 B.tн= 22,44 c. Достигается при t = хуст.
xmax = 79.39 B. Достигается при t = 18.77 c.
Высчитаем перерегулирование:
Переходной процесс системы превышает значение ошибки регулирования, значит процесс осуществляется с перерегулированием.
6. РАЗРАБОТКА РЕЛЕЙНОГО РЕГУЛЯТОРА
Для конструкции релейного регулятора используется блок «Релейная неоднозначная с зоной нечувствительности». Наглядная схема приведена на рисунке 7.
Значение параметров ступенчатого входного воздействия:
1) Время «включения» скачка t=0;
2) Значение сигнала до скачка Y0=0;
3) Значение сигнала после скачка YK=40;
Значение параметров статической характеристики реле
a1, a2, b1, b2, y1, y2 - -3.5 -3.5 3.5 3.5 -70 70;
Ниже (рисунок 6.1) приведена схема системы с включением блока реле неоднозначное с зонами нечувствительности (выполнена с помощью ПО ПК «МВТУ»).
Рисунок 6.1 – Схема системы с включением блока реле
В этом случае график процесса, протекающего в системе, будет выглядеть следующим образом (рисунок 6.2):
Рисунок 6.2 - График процесса, протекающего в системе при подключении реле
Фазовый портрет представлен на графике (рис. 6.3):
Рисунок 6.3 – Фазовый портрет процесса, протекающего в системе при подключении реле
Как следует из приведённых выше графиков, в системе возникают незатухающие колебания. Амплитуда колебаний зависит от начальных условий и, следовательно, эти колебания являются автоколебаниями. Для устранения колебаний необходимо ввести в систему обратную связь с апериодическим звеном первого порядка и сумматором. Обратная связь необходима для того, чтобы предсказать время отключения реле в момент, когда оно ещё не достигло зоны нечувствительности.
Схема линейного регулятора (выполнена в программе ПК «МВТУ») изображена на рисунке 6.4.
; 
;
3,5 В