АФХ системы: 

 
 

Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика представляет собой кривую зависимости модуля комплексной передаточной функции от частоты отложенной по оси абсцисс в логарифмическом масштабе. 

Зависимость аргумента комплексной  передаточной функции от частоты, отложенной по оси абсцисс в логарифмическом масштабе называется логарифмической фазо-частотной характеристикой.

 
 

Определение прямых и косвенных  показателей качества переходного процесса в системе.

Свойства  системы, выраженные в количественной форме, называют показателями качества управления.

Прямые  показатели качества определяют по графику переходного процесса(см. ), возникающего в системе при ступенчатом внешнем воздействии.

Перерегулирование – равно отношению первого максимального отклонения управляемой переменной от ее установившегося значения к этому установившемуся значению. Качество управления считается удовлетворительным, если перерегулирование не превышает . 

Время регулирования-(время переходного процесса) – время по истечении которого отклонение управляемой величины относительно установившегося значения становится и остается по абсолютному значению меньше наперед заданной величины . Обычно принимается .

tr=50.4 

Время установления – промежуток времени, за который управляемая величина в первый раз достигает своего установившегося значения, характеризует скорость процесса управления.

tu=12.9 

Время первого максимума

tm=21.2 

Максимальное  отклонение управляемой величины от установившегося значения

Max=4.1 

Косвенные показатели качества определяют по распределению корней характеристического уравнения или по частотным характеристикам системы.

Резонансная частота:

wr=0.16 
 
 
 
 
 
 
 
 

Среднее геометрическое значение модулей корней, служит обобщенной мерой быстродействия системы, чем меньше этот показатель тем больше длительность переходного процесса. 
 

 
 

Степень устойчивости – это расстояние от мнимой оси до ближайшего к ней корня.

n:=0.052

Так как ближайшей  к мнимой оси являются два сопряженных  комплексных корня, то доминирующей будет колебательная составляющая, которая затухает по экспоненте.

Корневой  показатель колебательности, определяется через доминирующую пару комплексных корней. При выборе настроек регулятора стремяться получить значение .

Определение запаса устойчивости по амплитуде и  фазе.

Запасы  устойчивости находим из графиков ЛАЧХ и ФЧХ изображенных на Рис. 17, 18.

Запас устойчивости по амплитуде: .

Запас устойчивости по фазе: или .

Приемлемы запасами устойчивости считается по амплитуде  , по фазе . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Анализ  электромеханической  САУ (после замены оборудования).

Принципиальная  схема.

 
 

 
 
 

Описание  принципа работы схемы.

При наличии  постояного давления система находится в равновесии. Если давление в баке возрастает, сопротивление тензодатчика изменяется, соответсвенно изменяется инапряжение, которе усиливается и подается на электромагнит, управляющий клапаном. Принципиальная схема устройства изображена на

Описание  принципа работы отдельных элементов схемы.

     Тензодатчик. Выполняют в виде стержня из упругого материала, засверленного с торца до половины длины. Стержень сверху изолирован тонким слоем бумаги, на которую наклеивается проволка. Средняя точка и концы проволки включаются в мостовую измерительную схему. Под действием давления стенка трубки вместе с тензорезистором R1 растягивается. Вторая половина тензодатчика (R2) сопротивления не меняет и используется для температурной компенсации. Тензодатчик является пропорциональным звеном.

    Дифференциальное  уравнение:

    Передаточная  функция:  ,

    Где К – коэффициент пердачи:

    

,

    где I – ток питания схемы, А; R₀– первоначальное сопротивление R1 и R2, Ом; k_d – тензочувствительность датчика; r_c – внутрений радиус сверления, м; E – модуль упругости материала трубы датчика, Н/м²; δ – толщина стенки, м; λ – коэффициент Пуассона (λ = 0.2 ÷ 0.4). 

     Усилитель(масштабный усилитель). Назначение этого усилителя – изменение масштаба электрической величины посредством умножения входного сигнала на некоторый постоянный коэффициент. 

    Дифференциальное  уравнение:

    Передаточная  функция:  ,

    где К – коэффициент усиления .

    

    Электромагнит. При подачи на катушку входного сигнала якорь перемещается и приводит в движение регулирующий орган. Электромагнит в данной системе выполняет функцию исполнительного механизма. 
 

    Дифференциальное  уравнение:

    Передаточная  функция:  
,где ;     ;        ;        ,  
где - индуктивность катушки при начальном зазоре ; - сопротивление обмотки электромагнита, Ом; - жесткость пружины, Н/м; m – масса подвижных частей, кг; - ток управления. 
 
 
 
 
 
 

Функциональная  и алгоритмическая  схемы системы  управления.

Рес – ресивер; 
ТД – тензодатчик ;

ОУ – операционный усилитель;

ЭМ – электромагнит.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Значение  коэффициентов и  постоянных времени  передаточных функций  устройств.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Значение  коэффициентов и постоянных времени передаточных функций устройствa. 
 

Объект управления     К0:=2        Т0:=6 

Тензодатчик     К1:=0,008  

Операционный усилитель  Ку:=10 

Электромагнит    К3:=1  Т1:=0,7 Т2:=1  Те:=0,8

Анализ  системы.

Передаточные  функции системы в замкнутом и разомкнутом состоянии:

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  временных характеристик  ( переходной и импульсной переходной функций):