Описание схемы моделирования

 

При выполнении второго задания предполагается, что среда моделирования освоена и основное внимание уделяется исследованию САУ.

В состав САУ входит пропорционально-интегрирующее звено и электронный интегратор, построенный на операционном усилителе (ОУ). Передаточная функция такого «интегратора» при большом коэффициенте усиления ОУ имеет вид:      В области частоты среза САУ эту передаточную функцию можно упростить:

Поэтому динамические свойства (переходные процессы) САУ с электронным и идеальным интегратором одинаковы. При моделировании САУ с электронным интегратором считать, что структура и параметры САУ соответствуют Заданию 1.

Схема моделирования приведена на рис.2. В схеме используются источники V1 типа «VPWL» и V2, V3 типа «VSRC» из библиотеки

 

Рис.2

«Source.slb», сумматор «ESUM» из библиотеки «Abm.slb», управляемый напряжением источник напряжения «E» (буферный каскад) из библиотеки «Analog.slb», операционный усилитель «LF411» из библиотеки «Eval.slb». В САУ используется инвертирующий электронный интегратор, поэтому к выходу системы подключен инвертор E3.

Схема громоздкая, поэтому, с целью экономии времени, допускается использование готовой модели. Для этого следует выполнить копирование файлов готовой модели из указанного преподавателем каталога в свой каталог, запустить файл *.sch и дать команды «Analysis/Electrical Rule Check» и «Analysis/Create Netlist».

 

Задание по работе

 

Выполнить исследование САУ (3 варианта) с построением

1)  переходных процессов (для замкнутой системы),

2)  логарифмических и амплитудно-фазовых характеристик (для разомкнутой системы). При построении АФХ на панели «X Axis Settings» включить режим линейного масштаба оси абсцисс.

 

Содержание отчета

1. Задание, структурная схема САУ, ее передаточная функция, расчет элементов схемы.

2. Теоретическая часть отчета, включающая в себя:

     1) семейство асимптотических ЛХ,

     2) семейство переходных процессов САУ, построенных по ЛХ,

     3) семейство АФХ, приближенно построенных по ЛХ с указанием точки пересечения единичной окружности,

     4) распределение полюсов передаточной функции замкнутых САУ на плоскости комплексной переменной.

3. Экспериментальная часть отчета, включающая в себя:

     1) схему моделирования, списки соединений и директивы моделирования (разделы «Netlist» и «Analysis setup» файла *.out),

     2) результаты исследований (три семейства кривых).

4. Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов, проверка соотношений для t_Н и s%.

5. Заключение, содержащее постановку задач исследования, методику их проведения и основные выводы.

Указание. Комплект асимптотических ЛХ должен быть в наличии у каждого студента бригады, чтобы иметь возможность продемонстрировать свои персональные способности к работе с ЛХ.

 

 

Контрольные вопросы

 

1. Как изменятся переходные процессы и АЧХ САУ при увеличении (уменьшении) коэффициента усиления?

2. Как изменятся переходные процессы и АЧХ САУ при увеличении (уменьшении) постоянной времени апериодического звена?

3.  Как изменятся переходные процессы и АЧХ САУ при увеличении (уменьшении) постоянной времени форсирующего звена?

4. Какая связь существует между переходным процессом и полюсами передаточной функции САУ?

5. Указать установившееся значение выходного напряжения САУ при g(t)=1(t) (ответ обосновать с помощью передаточной функции САУ).

6. Найти и объяснить противоречия в построении теоретических и экспериментальных ЛХ и АФХ.

 

 

                       4. КОРРЕКЦИЯ САР (лабораторная работа 3)

 

Цель работы:

1) анализ устойчивости САУ;

2) приобретение навыков в применении метода последовательной коррекции САУ.