Автоматизированные формы

Федеральное Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Омский государственный аграрный университет»

Кафедра электротехники и электрификации сельского хозяйства

Контрольная работа по предмету

«Автоматика»

Выполнил: Кеня А.А.

61 группа. Шифр 410

Проверил:

2009

Дано:

Рис. 1. Структурная схема AC: W (р) - передаточные функции звеньев

Уравнения звеньев в операторной форме имеют вид:

1-е звено:

2-е звено:

3-е звено:

4-е звено местной обратной связи (ОСМ):

5-е звено общей обратной связи (ОСО):

Таблица 1

Определить передаточные функции каждого звена и системы в целом. Определить устойчивость системы по критерию Михайлова.

По заданным уравнениям звеньев находим передаточные функции этих звеньев:

1.

2.

3.

4. Передаточная функция местной обратной связи:

5. Передаточная функция общей обратной связи:

Следует иметь в виду, что если передаточная функция звена обратной связи W(p)_осо
=1,то это звено на структурной схеме можно не изображать, тогда структурная схема АС принимает вид.

Рис. 2. Структурная схема АС

В этой задаче местная обратная связь положительная, поэтому сектор х_вых
(р)осм не заштрихован. Передаточная функция для второго и четвертого звена вычисляется по формуле:

Находим общую передаточную функцию для разомкнутой АС, для чего имеющуюся замкнутую АС разомкнем в точке Q (этот разрыв можно сделать между любыми другими звеньями).

Общая передаточная функция всей системы для разомкнутого состояния будет равна:

Для замкнутой системы в случае единичной отрицательной обратной связи передаточная функция определяется по формуле:

Вычисляем передаточную функцию замкнутой системы:

Для определения устойчивости АС по критерию Михайлова необходимо ωω иметь передаточную функцию АС для замкнутого состояния, а ее знаменатель является характеристическим многочленом.

В характеристическом многочлене для замкнутой АС вместо оператора р подставим значение iω и получим выражение вектора Михайлова:

M(ìω) = 2(ìω)⁴
+ 8(ìω)³
+ 2(ìω)²
+2 = 2ω⁴
- 8 ìω³
-2ω²
+ 2 =

= 2(1 - ω²
+ ω⁴
) +ì(-8ω)³

где R(ω) = 2 (1- ω²
+ ω⁴
); I(ω)= - 8ω³
.

Найдем координаты точек годографа по критерию Михайлова так же, как при построении по критерию Найквиста.

При ω→ 0 получим

R(ω)_ω→0
→ 2; I(ω)_ω→0
=0

При ω→ + ∞ получим

R(ω)_ω→∞
→ + ∞; I(ω)_ω→∞
=-∞

Приравнивая I(ω) = 0, находим корни уравнения:

- 8ω³
= 0; ω = 0;

Приравнивая R(ω) = 0, находим корни уравнения:

2(ω⁴
- ω²
+ 1) = О,

2≠0

положив ω²
= х, получим

х²
-х+1=0

решаем уравнение:

Все корни получились мнимые, т.е. нет больше пересечений годографа с осью

ординат. Полученные данные заносятся в табл. 2.

Результаты вычислений

Таблица 2

Рис. 3. Годограф по критерию Михайлова

Вывод: годограф по критерию Михайлова не пересекает последовательно оси координат, следовательно, автоматическая система неустойчива.