Лабораторная работа №7 коррекция сар - pismo.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Лабораторная работа №6 «работа с библиотекой iqmath» Цель: Сравнение... 1 42.59kb.
Лабораторная работа №2 Применение стилей, автотекста, автозамены... 1 34.47kb.
Лабораторная работа №1 Работа с инструментальными средствами фио... 1 54.23kb.
Лабораторная работа №2. Хеширование Задание 1 23.8kb.
Лабораторная работа №1 Словосочетание Литература 1 71.76kb.
Лабораторная работа №46 определение точки кюри ферромагнитного вещества 1 147.89kb.
Лабораторная работа №30 Тема 1 «Рулевое управление» 1 30.93kb.
Лабораторная работа. «Пластизоли» 1 130.41kb.
Лабораторная работа №10 Тема 7 «Система питания бензинового двигателя» 1 31.2kb.
Лабораторная работа №2 Пакеты прикладных программ 1 267.69kb.
Лабораторная работа. Транзисторы характеристики и параметры 1 85.12kb.
“Предмет изучения стилистики и культуры речи. Стили речи” 1 166.18kb.
Урок литературы «Война глазами детей» 1 78.68kb.
Лабораторная работа №7 коррекция сар - страница №1/1

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

ФГОУ ВПО«ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА»
Кафедра «Эксплуатация судовых механических установок»
Лабораторная работа № 7

КОРРЕКЦИЯ САР

Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» для курсантов и студентов-заочников специальности 180403 «Эксплуатация судовых силовых установок».



Новороссийск – 2009.
Настоящее методическое указание к лабораторному практикуму по дисциплине «Основы автоматики и теория устройства технических систем» подготовлено профессором Королевым В.И. и ассистентом Нечитайленко К.П., утверждено на заседании кафедры ЭСМУ _ . _______ 2009 года, протокол № ____.
Рецензент :

______________________________________________________



1. Цель работы


Освоение основных методов повышения запаса устойчивости (коррекции) САР: 1) демпфирования с подавлением высоких частот, 2) демпфирования с подавлением средних частот, 3) демпфирования с подавлением низких частот. Приобретение навыков решения типовых задач коррекции схем на операционных усилителях. Ознакомление с основными видами корректирующих обратных связей: 1) гибкими ООС, 2) жесткими ООС, 3) положительными (изодромное звено на апериодическом звене).

2. Предварительное домашнее задание


2.1. Дано четыре системы. Каждая обладает совокупностью уникальных свойств (см. табл.). Подобрать наиболее оптимальное или единственно возможное, последовательное корректирующее звено для каждой САР (апериодическое, пассивное дифференцирующее, пассивное интегрирующее, пассивное интегро-дифференцирующее). Выбор обосновать.

Nо

Свойства САР (состоящих из минимально фазовых звеньев)

метод,
звено,
файл

1

ЛФЧХ разомкнутой системы чуть ниже частоты среза (в пределах декады) меняет свое значение от -90 до -270 градусов. Допустима минимально возможная потеря частотных свойств (площади ограниченной ЛАЧХ и осью частот)

 

2

ЛАЧХ разомкнутой САР соответствует трехкаскадному операционному усилителю без внутренней коррекции (звено с большим коэффициентом усиления и три апериодических звена с близкими сопрягающими частотами), и пересекает ось частот с наклоном -60 дб/дек. Допустима существенная потеря полосы пропускания

 

3

ЛФЧХ системы вплоть до частоты среза приобретает значения около -180 градусов. Для исключения условий, при которых возможно появление неустойчивости в большом, дополнительные отрицательные фазовые сдвиги не допустимы

 

4

Вблизи частоты среза и ниже по частоте более декады наклон ЛАЧХ разомкнутой системы составляет -40 дб/дек. Допустима минимально возможная потеря частотных свойств

 

2.2. Составить структурную схему и построить ЛАЧХ & ЛФЧХ для передаточной функции корректирующего звена: W(s)=1/(1+T1s)+(0,1)+T2s/(1+T2s); T1=0,1; T2=0,0001. Определиться с его названием. Разобраться, какие изменения в структурной схеме звена надо сделать, чтобы получить: апериодическое, или пассивное дифференцирующее или пассивное интегрирующее звено.

3. Содержание работы


3.1. Ознакомиться с первыми четырьмя предложенными моделями систем, идентифицировать их с описаниями в таблице. Изменить параметры моделей так, чтобы их логарифмические частотные характеристики сместились вдоль частотной шкалы.

3.2. Скорректировать системы в соответствии с выбранными методами (ввести соответствующие корректирующие звенья в контур и настроить их, добиваясь устойчивости в замкнутом состоянии).

3.3. Дать количественную характеристику результатам коррекции, оценивая: полученный запас устойчивости (L &  или M), потери точности (K или K или K), и уменьшение быстродействия (П, С).

3.4. По указанию преподавателя, для одной из исследуемых моделей составить подобную на операционных усилителях в пакете Electronics Workbench. Рекомендуется использовать модели из лаб. раб. №2. Смотри так же рабочий файл "функциональные устройства на ОУ".

3.5. Изучить модели *.ca4, в которых рассмотрены стандартные задачи коррекции схем на операционных усилителях. Описать суть способов коррекции. Дать количественную характеристику результатам, оценивая их аналогично пп. 3.3.

3.6. В соответствии с вариантом (см. табл.), составить подобную схеме на операционном усилителе модель из блоков пакета VisSim.



Вариант,
модель

Описание типовых задач коррекции схем на ОУ

1
kor_ou3.ca4

Выходное сопротивление ОУ и паразитная емкость монтажа выходных цепей образуют третий полюс ЛАЧХ, ведущий к неустойчивости. Модель можно рассматривать как схему на трехкаскадном ОУ без или с частичной внутренней коррекцией

2
kor_c_in.ca4

Паразитная емкость монтажа входных цепей ОУ и большое сопротивление обратной связи образуют апериодическое звено первого порядка, которое может привести к неустойчивости схем на ОУ

3
kor_cout.ca4

Необходимость работы ОУ на емкостную нагрузку приводит к тому, что выходное сопротивление ОУ и емкость нагрузки образуют третий полюс ЛАЧХ, ведущий к неустойчивости. Малое сопротивление емкости нагрузки на высоких частотах может перегрузить выход ОУ

4
kor_2_ou.ca4

Стремление получить в схемах высокую точность и быстродействие приводит к необходимости использования двух ОУ (точного и быстродействующего). Но простое последовательное включение приводит к неустойчивости схемы, поскольку минимальное фазовое запаздывание для двух, даже корректированных ОУ составляет 180 градусов

5
kor_derv.ca4

Построение дифференциатора на ОУ вызывает затруднения: а) в петле ОС ОУ оказывается включенным апериодическое звено с большой постоянной времени, что увеличивает результирующее запаздывание по фазе свыше значения 180 градусов и приводит к неустойчивости схемы; б) входное емкостное сопротивление дифференциатора может вызвать неустойчивость и в предыдущем каскаде на ОУ; в) коэффициент усиления схемы по высокой частоте велик и это ухудшает соотношение сигнал/шум

3.7. Ознакомиться с тремя наиболее часто используемыми видами корректирующих обратных связей (файл kor_ooc.vsm). Определить, какими последовательными корректирующими звеньями можно добиться тех же результатов.

4. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета


4.1. Определить ЛАЧХ & ЛФЧХ разомкнутой системы в пакете VisSim можно без размыкания контура - необходимо выделить все блоки файла, а за тем отменить выделение только для источника сигнала и сумматора. Если САР неустойчива, то нужно разорвать контур. Для описанного выделения выполните два действия: а) установите мышь на свободное место и нажмите Shift+[правая клавиша мыши] (выделение всей схемы), б) повторная отметка указанной комбинацией любого элемента схемы отменит выделение для него. В некоторых случаях потребуется принудительно отметить вход и выход. Далее - стандартно.

4.2. При составлении моделей по пп. 3.4, допускается произвольная инверсия сигналов в схемах на операционных усилителях, но следует обратить внимание на результирующий фазовый сдвиг от инверсии.

4.3. Схемотехника инвертирующих включений операционных усилителей предполагает введение входного сигнала в корректирующую цепь. Если при построении моделей в пакете VisSim по пп. 3.6 это вызывает затруднения, то можно перейти к неинвертирующему включению операционного усилителя.

4.4. В пакете Electronics Workbench методика использования виртуального прибора - анализатора сильно упрощена. На практике, подобные подключения прибора не позволят снять частотную характеристику операционного усилителя с разорванной обратной связью. Дайте пояснения.

4.5. В файле kor_ooc.vsm корректирующие обратные связи должны включатся не одновременно.

Рабочие файлы: [k1.vsm] [k2.vsm] [k3.vsm] [k4.vsm] [kor_ooc.vsm] [функц. устр. на ОУ]



Приложение 1

ФГОУ ВПО «ГОСУДАРСТВЕННАЯ МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ

ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф. УШАКОВА»
Кафедра «Эксплуатация судовых механических установок»
Дисциплина:«Основы автоматики и теория устройства

технических систем»



Отчет по лабораторной работе № 7
«КОРРЕКЦИЯ САР»

Выполнил: курсант группы ___ ______________________

(Ф.И.О.)

Принял: ______________________

(зачтена , незачтена)

__________ __________ ____________________________________



(дата) (подпись) (Ф.И.О.)

Новороссийск – 2009.

Приложение 2. Образец диаграммы