Анализ временных и частотных характеристик типовых звеньев

Скачать

Оценка динамических характеристик типовых звеньев и их соединений с использованием Simulink. Анализ последовательного соединения 2-х типовых звеньев, ступенчатого сигнала, кривых переходных процессов. Последовательное соединение двух инерционных звеньев.

Размер: 938,6 K
Тип: лабораторная работа
Категория: Коммуникации и связь
Скачать

Другие файлы:

Исследование переходных процессов и анализ частотных характеристик элементарных звеньев радиотехнических цепей
Построение амплитудно-частотных и фазово-частотных характеристик элементарных звеньев радиотехнических цепей, последовательно и параллельно соединенны...

Исследование линейных систем управления
Виды и отличительные характеристики типовых динамических звеньев системы автоматического управления. Описание временных и частотных характеристик САУ....

Исследование частотно-временных характеристик и структурных преобразований систем радиоавтоматики
Определение передаточных функций системы по управляющему сигналу и по помехе для системы радиоавтоматики. Построение логарифмических и графических амп...

Исследование динамических свойств моделей типовых звеньев систем автоматического управления
Цель работы – изучение экспериментального метода и аппаратных средств определения амплитудно-фазовых частотных и динамических характеристик типовых зв...

Расчет частотных и переходных характеристик линейных цепей
Анализ частотных и переходных характеристик электрических цепей. Расчет частотных характеристик электрической цепи и линейной цепи при импульсном возд...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный горный университет

Отчет

по лабораторной работе №1,2

по дисциплине “Основы теории управления”

Выполнила:

Шмаглиенко А.В.

Литовченко А.А.

Проверила:

Акимова О.Ю.

Москва 2012

Лабораторная работа № 1, 2

Исследование динамических характеристик типовых звеньев и их соединений с использованием Simulink

Цель: Исследование временных и частотных характеристик типовых звеньев и их соединений.

Теоретическая часть:

Динамической характеристикой системы называют её реакцию на типовые входные воздействия.

При описании автоматизированной системы часто оказывается целесообразным расчленение системы на элементы не по функциональному назначению, а по динамическим свойствам.

Такой подход позволяет изучать динамические свойства системы по динамическим свойствам ограниченного набора базовых (типовых) динамических звеньев.

Таблица

Модель, передаточная функция и переходная характеристика динамического звена

Тип звена

Модель звена

Передаточная функция звена

Переходная характеристика звена

Инерционное

u(t) - произвольное воздействие

y(t) - реакция системы на u(t)

K - передаточный коэффициент, характеризующий свойства звена в статическом (установившемся) режиме

Т - постоянная времени, характеризующая инерционность звена

Колебательное

- относительный коэффициент затухания

- коэффициент затухания

- собственная частота колебаний

- резонансная частота колебаний

Интегрирующее

Запаздывания

- постоянная запаздывания

Передаточная функция не имеет дробно-рационального представления.

Выполнение

Задание № 1.

Собрать схемы инерционного, колебательного, интегрирующего звеньев и звена запаздывания с заданными параметрами и исследовать кривые переходящих процессов, по которым определить параметры звеньев. Переходная характеристика h(t) - это зависимость изменения входной величины системы от времени при подаче на ее вход единичного ступенчатого воздействия при нулевых начальных условиях.

Инерционное звено

Колебательное звено

Интегрирующее звено

Звено запаздывания

Выводы:

· Переходная характеристика имеет вид экспоненты, по которой можно определить передаточный коэффициент К, равный установившемуся значению h(t) и постоянную времени Т - по времени t соответствующую точке пересечения касательной к кривой в начале координат с ее асимптотой. Чем больше постоянная времени звена, тем дольше длиться переходной процесс, то есть медленнее устанавливается значение К = h(t).
Практически переходный процесс считается закончившимся через промежуток времени . Иногда принимают .

· Имеется инерциальное затухание переходного процесса. Снижение параметра затухания переходного процесса приводит к повышению уровня колебаний в переходном процессе.

· Инерциальное звено неограниченно накапливает входное воздействие.

· Выходная величина (сигнал) копирует входную величину но с запаздыванием на время ф.

Задание № 2.

Снять АФЧХ инерционного и колебательного звеньев. По полученным данным построить АФЧХ, АЧХ, ФЧХ на каждое звено

Практически АЧХ показывает зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты входного, а ФЧХ - зависимость фазового сдвига, вносимого системой в выходной сигнал, от частоты входного сигнала. Частотная характеристика при фиксированной частоте изображается вектором на комплексной плоскости. При изменении частоты от 0 до , конец вектора опишет на комплексной плоскости кривую, называемую годографом или АФЧХ.

1. Инерционное звено.

, рад/с

0

1

2

3

6

12

?

А

2

1,8

1,4

1,1

0,6

0,25

0

0

-28

-34

-62

-69

-89

-90

- перевод в градусы; ;

АФЧХ

АЧХ

ФЧХ

Вывод:

АФЧХ для положительных частот имеет вид полуокружности с диаметром равным коэффициенту передачи К. Величина постоянной времени звена определяет распределение отметок частоты вдоль кривой. Из АЧХ видно, что колебания малых частот пропускаются с отношением амплитуд выходной и входной величин близким к К.

Колебания больших частот проходят с сильным ослаблением амплитуды, т.е. плохо пропускаются звеном.

Чем меньше Т, тем шире полоса пропускания частот.

2. Колебательное звено.

, рад/с

0

2

6

9

12

24

?

А

2

2

2,7

3,5

2,3

0,4

0

0

-7

-31

-84

-110

-165

-180

АФЧХ

АЧХ

ФЧХ

Популярные