14726

Анализ дискретной математической модели непрерывного динамического объекта

Лабораторная работа

Математика и математический анализ

Лабораторная работа №4 Анализ дискретной математической модели непрерывного динамического объекта Цели работы: выполнить анализ заданного непрерывного объекта; выбрать несколько периодов квантования объекта; получить дискретные ММ непрерывного объект

Русский

2013-06-09

463.34 KB

4 чел.

Лабораторная работа №4

«Анализ дискретной математической модели непрерывного динамического объекта»

Цели работы:

— выполнить анализ заданного непрерывного объекта;

— выбрать несколько периодов квантования объекта;

— получить дискретные ММ непрерывного объекта;

— выполнить анализ распределения корней, частотных и временных характеристик дискретных ММ.

Исходные данные.

  1.  Матрицы непрерывной ММ в ПС

  1.  График распределения корней непрерывной ММ

  1.  Расчеты и результаты выбора периодов квантования

  1.  График распределения корней дискретных ММ

Оба дискретных объекта являются устойчивыми, т.к. их корни лежат внутри единичной окружности.

  1.  Графики переходных процессов и частотные характеристики непрерывного и дискретно-непрерывных объектов


  1.  M-файл:

clc; Z = -1; P = [-0.2 -1+i -1-i]; K = 90;

[A, B, C, D] = zp2ss(Z, P, K)

figure(1), plot(real(Z), imag(Z), 'ko', real(P), imag(P), 'kx',  'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2), grid

title('s-плокскость'), xlabel('Re(s)'), ylabel('Im(s)'), legend('Нули', 'Полюсы')

T1 = 0.4; T2 = 2.5;

[Ad1, Bd1] = c2d(A, B, T1)

[Ad2, Bd2] = c2d(A, B, T2)

[num1, den1] = ss2tf(Ad1, Bd1, C, D)

[num2, den2] = ss2tf(Ad2, Bd2, C, D)

[Zd1 Pd1 K1] = ss2zp(Ad1, Bd1, C, D)

[Zd2 Pd2 K2] = ss2zp(Ad2, Bd2, C, D)

figure(2), plot(real(Zd1), imag(Zd1), 'ko', real(Pd1), imag(Pd1), 'kx', ...

     real(Zd2), imag(Zd2), 'ro', real(Pd2), imag(Pd2), 'rx', 'MarkerSize', 10, 'LineWidth', 2), grid, hold on

ezplot('x^2 + y^2 - 1'), hold off

title('z-плоскость'), xlabel('Re(z)'), ylabel('Im(z)'), legend('Нули', 'Полюсы')

%----------------Реакция на единичный ступенчатый сигнал----------------------

t = 0:0.01:30; Y = step(A, B, C, D, 1, t);

Kd1 = acker(Ad1, Bd1, Pd1); Kd2 = acker(Ad2, Bd2, Pd2);

tmax = 30; n1 = round(tmax/T1); n2 = round(tmax/T2);

td1 = 0:T1:n1*T1;

td2 = 0:T2:n2*T2;

Yd1 = dstep(Ad1-Bd1*Kd1, Bd1, C, D, 1, n1+1);

[Yn1, tn1, Ue1] = dcstep(A, B, C, D, T1, n1, 5, Kd1);

Yd2 = dstep(Ad2-Bd2*Kd2, Bd2, C, D, 1, n2+1);

[Yn2, tn2, Ue2] = dcstep(A, B, C, D, T2, n2, 5, Kd2);

figure(3), plot(tn1, Yn1, '--k', td1, Yd1, 'ok', tn2, Yn2, '-.k', td2, Yd2, 'ok', t, Y, '-k'); grid

title('Реакция на единичный ступенчатый сигнал'), xlabel('t'), ylabel('y(t)')

%---------------Реакция на гармонический сигнал-----------------------------

w0 = 6.28; wu = 0.7*w0; ug = sin(wu*t); Yg = lsim(A, B, C, D, ug', t);

u1 = sin(wu*td1); u1 = u1'; u2 = sin(wu*td2); u2 = u2';

Yd1g = dlsim(Ad1-Bd1*Kd1, Bd1, C, D, u1, [0;0;0]);

[Yn1g, tn1g, Ue1g] = dclsim(A, B, C, D, u1, T1, [0;0;0], 5, Kd1);

Yd2g = dlsim(Ad2-Bd2*Kd2, Bd2, C, D, u2, [0;0;0]);

[Yn2g, tn2g, Ue2g] = dclsim(A, B, C, D, u2, T2, [0;0;0], 5, Kd2);

figure(4), subplot(211), plot(tn1g, Ue1g, '--k', tn2g, Ue2g, '-.k'); grid

title('Реакция на гармонический сигнал'), xlabel('t'), ylabel('u(kT)')

subplot(212), plot(tn1g, Yn1g, '--k', td1, Yd1g, 'ok', tn2g, Yn2g, '-.k', td2, Yd2g, 'ko', t, Yg, '-k'); grid

xlabel('t'), ylabel('y(t), y(kT)')

%---------------Частотные характеристики---------------------------------------

w = 0:0.01:4*pi;

[mod, Fi] = bode(A, B, C, D, 1, w);

h1 = freqz(num1, den1, w); h2 = freqz(num2, den2, w);

mod1 = abs(h1); Fi1 = angle(h1)*180/pi;

mod2 = abs(h2); Fi2 = angle(h2)*180/pi;

figure(5), subplot(211), plot(w, mod, '-k', w, mod1, '--k', w, mod2, '-.k'), grid

title('АЧХ'), xlabel('\omega, рад/с'), ylabel('A(\omega)')

subplot(212), plot(w, Fi, '-k', w, Fi1, '--k', w, Fi2, '-.k'), grid

title('ФЧХ'), xlabel('\omega, рад/с'), ylabel('\phi, градусы')

legend('Непрерывный объект', 'Дискретно-непрерывный объект №1', ...

          'Дискретно непрерывный объект №2', 0)

Вывод: в ходе лабораторной работы были получены две дискретные ММ непрерывного объекта с двумя периодами дискретизации — удовлетворяющим теореме Котельникова и неудовлетворяющим ей, а также  был произведен анализ распределения корней, частотных и временных характеристик этих ММ.

Ростов-на-Дону

2013 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78810. Спорт і фізичне виховання - утвердження здорового способу життя та зміцнення миру 335 KB
  Мета: формування зацікавленості учнів до занять фізичними вправами та стійкого інтересу до олімпійського руху - провідника миру, духовності, єдності. Завдання: Сприяти гармонійному розвитку особистості дитини та розповсюдженню гуманістичних ідеалів олімпізму.
78811. ЗДОРОВИЙ СПОСІБ ЖИТТЯ 58 KB
  Кожного ранку кішка після сну потягується. Вона витягує передні, а потім задні лапки. Так вона робить зарядку. Із зарядки починають свій день і спортсмени, солдати. Фізична зарядка-це заряд бадьорості на весь день. А з щоденної бадьорості складається наше здоров’я.
78812. У ДИТИНСТВА КРАЙ ІДЕ СВЯТИЙ МИКОЛАЙ 1.9 MB
  Ангел виходить. Святий Миколай сидить, поправляє плащ, мішок. Ззаду надходить, крадучись, Лінь; махає руками за Миколаєм, той починає позівати, дрімає і засинає. Лінь киває рукою, кличучи когось; дріботить Антипко.
78813. Загадки та реальність ранніх винаходів американського підприємця Н.Стаблфілда – винахідника першого мобільного телефону 1.81 MB
  Спочатку був зібраний перший акустично механічний телефон який приблизно нагадував телефон Белла але винахід Стаблфілда відрізнявся своїм дизайном мав кращу акустичну якість більш легку збірку простоту в користуванні та ніяким чином не зачіпав патенту Белла.
78814. Слава тебе, трудовой человек! (посвящено 75-ти летию Стахановского движения) 199.5 KB
  Стаханова разных лет; Фотографии орудий шахтерского труда; Фотографии памятников А. Стаханову; Вырезки из газет о трудовых подвигах советских людей Ход урока I. Прошлых лет поднимем занавес В днях былых большая сила: И ударник и стахановец До сих пор звучит красиво.
78815. Ми до тебе, казко, в гості завітали 44 KB
  Сьогодні ми зібралися тут всі разом для того, щоб побувати в гостях у казки. Діти дуже люблять слухати казки, а дорослі з великим задоволенням розповідають, читають їх дітям. Казка жила, живе і вічно буде жити. Вона буде існувати стільки, скільки будуть жити люди.
78816. Нехай Україна у щасті буя, - у тім нагорода і втіха моя… 51.5 KB
  Народе мій убожеством прибитий Знеможений і темністю сповитий Що вже забув і поважать себе Потративши свої колишні сили Як я любив твої сумні могили Україно Як я любив тебе на мультимедійній дошці з’являється портрет Михайла Старицького.
78817. Слава страстям, Твоїм Господи 231 KB
  Вона почуває себе винною В тому що її колючки ранили голову Христа. Побачивши Христа її обняв великий жаль і співчуття. Думаю що кожен з нас під час великого посту зробив собі іспит совісті і підтвердив що замість щирої подяки ми своїми гріховними вчинкми наново розпинаємо Христа.
78818. Свято Стрітення 131.5 KB
  Мета: розказати про історію виникнення свята Стрітення і традиції пов’язані з ним; дати поняття про те що свічка -– це світло Боже символ життя; ознайомити з легендою народними звичаями; поглибити знання про значення свічки як одного з символів християнської етики...