Автоматическое управление системами автомобыля

Анализ звеньев систем автоматического управления автомобиля. Методика получения частотных характеристик. Частотные характеристики элементарных звеньев 1-го порядка: интегрирующего, инерционного, реально дифференцирующего, интегро-дифференцирующего.

Рубрика Транспорт
Вид лабораторная работа
Язык русский
Дата добавления 06.03.2010
Размер файла 97,8 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство образования и науки Украины

Севастопольский национальный технический университет

Отчет по практическим занятиям

Дисциплины: АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМАМИ АВТОМОБИЛЯ

специальности 07.09.0258

"Автомобили и автомобильное хозяйство"

Выполнил: ст. гр. АВ-52з Ченакал А.В.

Проверил: доц. В.П. Долгин

Севастополь

2010

АНАЛИЗ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ [1, c. 358-386]

МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

1. ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЗВЕНЬЕВ 1-го ПОРЯДКА

В качестве элементарных рассматриваются следующие звенья:

- интегрирующее;

- инерционное;

- реальное дифференцирующее;

- интегро-дифференцирующее.

Методика анализа звеньев. Обозначим входное воздействие через X, а выходное - через Y (рисунок А.1).

Анализ звена производится в следующем порядке:

1) составление дифференциального уравнения;

2) переход к символической форме;

3) получение операторной передаточной функции W(p);

4) переход к частотной передаточной функции W(jw);

5) описание частотных характеристик (Re(w), Im(w), Im(Re(w)),A(w), Fi(w)).

1. Для звена первого порядка запишем дифференциальное уравнение входа

,

а затем выхода

и приравняем их

=.

Перейдем ко второму пункту анализа, записав полученное уравнение в символической форме.

2. Для перехода к символической форме выразим производные входа и выхода

; .

Введя обозначение , получим

,

где символ (оператор) дифференцирования.

Тогда описание звена в символической форме примет вид

=,

Или

=.

3. Воспользовавшись определением передаточной функции ,

из последнего уравнения получим выражение операторной передаточной функции

.

4 . Для перехода к частотной (комплексной) передаточной функции

воспользуемся подстановкой :

.

Рассмотрим формы комплексной передаточной функции

алгебраическую,

показательную,

где амплитуда;

фаза.

5. Представим полученную комплексную дробно-рациональную передаточную функцию в алгебраической форме. Для этого необходимо избавиться от иррациональности в знаменателе, помножив числитель и знаменатель на комплексно сопряженное знаменателю число

откуда получим

,

.

Найдя вещественную и мнимую составляющие, можно построить следующие частотные характеристики:

- вещественную (ВЧХ);

- мнимую (МЧХ);

- амплитудную фазочастотную (АФЧХ) - годограф;

- амплитудную (АЧХ);

- фазовую (ФЧХ);

Характеристики интегрирующего, инерционного и реального дифференцирующего звеньев получаются как частные случаи полученных в ходе анализа частотных характеристик при следующих условиях:

Тип звена

Значения коэффициентов

интегрирующее

;

инерционное

;

Дифференцирующее

;

интегро-дифференцирующее

.

2. ПЕРЕХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЗВЕНЬЕВ

При вычислениях переходной характеристики звена операторным методом необходимо выполнить следующие действия.

2.1. Получить изображение X(p) по Лапласу входного сигнала X(t) в соответствии с определением

X(p) => L{ X(t) },

что в терминах математического пакета MAPLE with(inttrans) имеет вид

Lx:=laplace(X,t,p); (Lx = X(p), X = X(t)).

2.2. Найти изображение выходного сигнала

Y(p) => X(p)* W(p).

2.3. Перейти от изображения по Лапласу выходного сигнала Y(p) к оригиналу Y(t) в соответствии с определением

Y(t) => L-1{ Y(p) },

что в терминах математического пакета MAPLE with(inttrans) имеет вид

Px:=invlaplace(Lx*W,p,t); (Px = X(t), W = W(p)).

Замечания

1. Пропорциональное звено (нулевого порядка) может рассматриваться как интегро-дифференцирующее при пропорциональных числителе и знаменателе дробно-рациональной передаточной функции.

2. Методика и последовательность анализа частотных характеристик звена 2-го порядка аналогичны рассмотренным для звеньев 1-го порядка и для звена 2-го порядка не приводится.

Аналитическое решение

Тип звена

Передаточная функция

Переходная характеристика [1, с.92],[2, c. 296]

Интегрирующее

;

Инерционное

;

;

Дифференцирующее

;

; ;

Интеро - дифференцирующее

;

; ;

Колебательное

о < 1

.

Апериодическое,

о ? 1

; ; ; ; ; .

> restart;

with(stats):

with(inttrans):

LAB-1.mws

ПЕРЕХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЗВЕНЬЕВ 1-го ПОРЯДКА.

Обозначения:

W - передаточная функция

Y - выходной сигнал

X - входной сигнал

Yu : = X*limit (W, p = 0) - установившееся значение Y

ТИПЫ ЗВЕНЬЕВ

определяются коэффициентами передаточной функции

W(p)=(b0+p*b1)/(a0+p*a1):

пропорциональное- b0<>0, b1 = 0, a0<>0, a1 = 0;

интегрирующее - b0<>0, b1 = 0, a0 = 0, a1<>0;

инерционное - b0<>0, b1 = 0, a0<>0, a1<>0;

дифференцирующее - b0 = 0, b1<>0, a0<>0, a1<>0;

интегро-дифференцирующее- b0<>0, b1<>0, a0<>0, a1<>0.

> # Блок 1

randomize(№);

> # Блок 2

# Описание передаточной функции

b1:=0:a0:=0:

W:=(b0+p*b1)/(a0+p*a1);

Yu:=X*limit(W,p=0);

> # Блок 3

# Параметры передаточной функции

b0:=1:

a1:=stats[random, uniform](1)+.5;

> # Блок 4

# Переходная характеристика

Y:=X*k*t;

k:=b0/a1:

t0:=5*a1:

X:=1.2: # Скачок

Lx:=laplace(X,t,p); # Изображение сигнала

Px:=invlaplace(Lx*W,p,t);

> # Блок 5

G1:=plot(Px,t=0..t0,style=point):

G2:=plot(Y,t=0..t0,color=blue):

G3:=plot(Yu,t=0..t0,linestyle=4):

plots[display]({G1,G2,G3},title="Переходные характеристики");

> # Блок 6

Digits:=11:

G1:=plot(Px-Y,t=0..t0,thickness=4):

plots[display]({G1},title="График погрешности");

ВЫВОД: Погрешность вычисления переходной характеристики интегрирующего звена символическим методом не превышает единицы младшего разряда вычислительной системы.


Подобные документы

  • Основные моменты построения и расчетов частотных и временных характеристик подвески автомобиля. Вычисления переходной характеристики звена операторным методом. Листинг полученной программы. Основные показатели автомобиля ЗИЛ-131Н, его модификации.

    контрольная работа [484,3 K], добавлен 17.01.2011

  • Обзор основных метрологических характеристик рулевого управления автомобиля и описание методов его диагностирования. Эргономические и технические требования к рулевому управлению. Аварийная система для систем с силовым приводом. Испытательные коридоры.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.07.2011

  • Основные характеристики двигателя АИР355M2/Д9, обоснование его выбора. Методика проведения расчета системы управления, выбор соответствующих устройств. Конфигурирование системы управления и ее оптимизация, структура и исследование основных элементов.

    контрольная работа [1,7 M], добавлен 04.06.2013

  • Регламентация оценочных показателей маневренности автопоездов в России и за рубежом. Оценка влияния конструктивных и эксплуатационных параметров прицепных звеньев на показатели маневренности автопоездов. Распределение тормозных сил по осям автомобиля.

    дипломная работа [1,0 M], добавлен 21.02.2012

  • Расчет и анализ тяговой характеристики трактора Т-150. Внешняя скоростная характеристика двигателя, выбор и расчет скоростных режимов его работы. Построение кривой буксования. Методика расчета данных для построения динамической характеристики автомобиля.

    курсовая работа [1001,2 K], добавлен 15.03.2015

  • Структура автомобильного парка РФ. Тенденции развития конструкций автомобилей. Характеристики симметричного и ассимметричного циклов. Определение передаточного числа привода сцепления и выбор параметров его звеньев. Расчет крестовины шарнира передачи.

    реферат [1,7 M], добавлен 26.01.2011

  • Анализ конструкции автомобиля и условий его использования, расчет внешней скоростной характеристики двигателя, составление кинематической схемы. Надежность и безопасность автомобиля, дороги и водителя. Расчет и построение динамических характеристик.

    курсовая работа [79,8 K], добавлен 23.04.2010

  • Конструкторский анализ и компоновка автомобиля. Определение мощности двигателя, построение его внешней скоростной характеристики. Нахождение тягово-скоростных характеристик автомобиля. Расчет показателей разгона. Проектирование базовой системы автомобиля.

    методичка [1,1 M], добавлен 15.09.2012

  • Идентификация характеристик автомобиля по собственным частотам колебаний и сохранению заданных частот при изменениях его параметров. Классификация колебаний автомобиля. Влияние основных характеристик автомобиля на собственные частоты его колебаний.

    дипломная работа [709,3 K], добавлен 20.07.2014

  • Анализ и оценка основных тягово-скоростных и топливно-экономических свойств автомобиля ВАЗ-2105, выбор его характеристик и их практическое использование. Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Топливная экономичность автомобиля.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.02.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.