42207

ТИПОВЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ

Лабораторная работа

Физика

Интегрирующее звено интегратор описывается дифференциальным уравнением: или где коэффициент усиления а его переходная функция . Интегрирующее звено с замедлением описывается дифференциальным уравнением: или где постоянная времени а его переходная функция . Изодромное звено описывается дифференциальным уравнением: или а его переходная функция . Реальное дифференцирующее звено описывается дифференциальным уравнением или а его переходная функция .

Русский

2013-10-27

512 KB

31 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ТИПОВЫЕ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗВЕНЬЯ

Цель работы. Исследование переходных характеристик элементарных звеньев.

Методические рекомендации. До начала работы студенты должны получить от преподавателя вариант задания и файл с математическими моделями элементарных звеньев. Лабораторная работа рассчитана на 2 часа.

Теоретические сведения. Типовыми динамическими звеньями называются простейшие составные части системы, поведение которых описывается обыкновенными дифференциальными уравнениями 0-2-го порядка:

     (4.1)

где  - входная переменная звена ,  -выходная переменная; -постоянные коэффициенты (параметры). С использованием оператора дифференцирования s=d/dt уравнение (4.1) запишется в виде

 

или

где W(s)-передаточная функция звена (4.1).

Переходным процессом называется изменение во времени переменных (сигналов) динамической системы или звена: , , обусловленное начальными условиями или входным воздействием.

Переходной функцией системы или звена y=h(t) называется переходный процесс выходной переменной при единичном входном воздействии g=1(t) и нулевых начальных условиях. По графику переходной функции может быть определена математическая модель исследуемого динамического звена и ее параметры.

 Интегрирующее звено (интегратор) описывается дифференциальным уравнением:

или ,

где - коэффициент усиления, а его переходная функция .

 Интегрирующее звено с замедлением описывается дифференциальным уравнением:

 или

где - постоянная времени, а его переходная функция

.

Изодромное звено описывается дифференциальным уравнением:

 или ,

а его переходная функция -

 .

 Реальное дифференцирующее звено описывается дифференциальным уравнением

 или

а его переходная функция -

.

 Апериодическое звено 1-го порядка описывается дифференциальным уравнением:

или ,

а его переходная функция -  .

 Апериодическое звено 2-го порядка описывается дифференциальным уравнением:

или ,

где  - постоянные времени, причем . При этом корни характеристического уравнения  будут вещественными и отрицательными.

Знаменатель передаточной функции апериодического звена 2-го порядка разлагается на множители:

,

где  ,

Апериодическое звено второго порядка эквивалентно двум звеньям первого порядка, включенным последовательно друг за другом, с общим коэффициентом усиления  и постоянными времени . Его переходная функция имеет вид

.

 Колебательное звено описывается тем же дифференциальным уравнением, что и апериодическое звено второго порядка. Однако корни характеристического уравнения  должны быть комплексными, что будет выполняться при .

Передаточная функция колебательного звена обычно представляется в виде

,

где - период свободных колебаний при отсутствии затухания,  - параметр затухания, лежащий в пределах . Переходную функцию данного звена можно представить в виде

,

где , . Параметр  легко определяется по графику переходной функции, а параметр  находится посредством выражения

.

 Консервативное звено является частным случаем колебательного звена при . Тогда корни характеристического уравнения  будут чисто мнимые. Передаточная функция колебательного звена имеет вид

,

а его переходная функция -  ,

где .

 Порядок выполнения работы

Открыть файл lab_N.m, где N - номер варианта, содержащий шесть блоков. Каждый блок описывает некоторое элементарное звено. Снять переходные характеристики каждого из них. По переходным характеристикам определить тип звена, его передаточную функцию и параметры. Подтвердить полученные результаты вычислительными экспериментами.

 

Содержание отчета

Переходные характеристики исследуемых элементарных звеньев, их передаточные функции и параметры

Выводы

Вопросы к защите лабораторной работы

Перечислите способы, с помощью которых может быть задана динамическая система.

Назовите типовое динамической звено, если корни знаменателя его передаточной функции чисто мнимые, а числитель передаточной функции равен постоянной.

Назовите типовое динамической звено и параметры, если его переходная функция - .

Динамической звено описывается дифференциальным уравнением . При каких значения параметра  оно называется колебательным звеном?

Найдите переходную функцию динамической звена заданного дифференциальным уравнением


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

881. Философия Просвещения 178.5 KB
  Социально-политические и идейные предпосылки идеологии Просвещения. Томас Гоббс как идейный предшественник английского Просвещения. Учение Гоббса об обществе и государстве. Социально-философские идеи Дж. Локка. Французский материализм 18 века. Социальная философия французского Просвещения.
882. Вычисление определенного интеграла методом Симпсона 169 KB
  Реализовано вычисление определенного интеграла заданной функции методом Симпсона с заданной точностью. Предусмотрено сохранение и загрузка рабочих параметров программы. Алгоритм вычисления по формуле Симпсона.
883. Основы теории изобразительной грамоты 172.5 KB
  Академический рисунок как методическая система обучения изобразительному искусству. Вспомогательные линии построения формы. Методическая последовательность работы над рисунком натюрморта. Закономерности построения формы тоном.
884. Теорія ігор 255.5 KB
  Навчитись графічно розв’язувати задачі з теорії ігор та обирати найкращі альтернативи за різними критеріями при певному значенні критерію оптимізму.
885. Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника 130 KB
  Определение ускорения свободного падения при помощи универсального маятника. Абсолютная погрешность ускорения свободного падения. Окончательный результат с записью средних абсолютных погрешностей косвенных измерений.
886. Совершенствование государственной поддержки малого и среднего бизнеса в России 678 KB
  Теоретические основы развития малого и среднего бизнеса в Российской Федерации. Роль малого и среднего бизнеса в развитии территории региона. Налоговая политика государства в отношении малого и среднего бизнеса: история и современное состояние. Развитие малого и среднего бизнеса в Ростовской области.
887. Разработка и реализация управленческих стратегий 174.5 KB
  Особенности и правила разработки управленческой стратегии. Анализ внутренней и внешней среды предприятия в диагностике проблем в процессе разработки и реализации управленческой стратегии (на примере предприятия). Предложения по разработке и реализации управленческой стратегии в предприятии.
888. Охорона праці в галузі 466.5 KB
  Зміст домашніх завдань та методичні рекомендації з виконання домашнього завдання. Вплив людини як біологічного об'єкту. Інформація про стан машини, що обробляється людиною. Значення світлової характеристики світлових прорізів при бічному освітленні.
889. Теорія алгоритмів 173.5 KB
  Введення до теорії алгоритмів. Сучасний погляд на алгоритмізацію. Основні алгоритмічні конструкції. Модульна структура програмних продуктів.