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

26 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

36590. Язык SQL 499.5 KB
  На раннем этапе развития систем управления базами данных(СУБД) в условиях низких технических характеристик ЭВМ основное внимание разработчиков СУБД было направлено на проблемы размещения информации в базе и обмена данными между дисковой памятью и оперативной памятью, поскольку это в первую очередь определяло эффективность функционирования СУБД
36591. Теорія механізмів і машин 8.12 MB
  Структура та класифікація механізмів Структура механізму це його будова. Будовою механізму визначаються такі його важливі характеристики як види виконуваних рухів способи їх перетворення число ступенів вільності. Основними структурними елементами механізму є ланки тверді тіла та кінематичні пари рухомі з’єднання твердих тіл. Ланки механізму рухомо з’єднані між собою.
36592. ТЕОРІЯ СИСТЕМ І СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ 1.09 MB
  Поняття інформаційної системи. Модель організації як відкритої системи. Сучасні організації підприємства корпорації інтегровані в системи міжнаціональних економічних зв’язків у транснаціональні компанії в інформаційні системи що обслуговують світовий ринок.
36593. ЦИФРОВА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ 2.83 MB
  Математичні основи цифрової техніки Відображення інформації у ЦТ Системи числення та кодування Двійкова арифметика Основні поняття та закони булевої алгебри Функції алгебри логіки Форми зображення логічних функцій Мінімізація логічних функцій Структурна реалізація логічних функцій Схемотехніка цифрових пристроїв Цифрові сигнали форми їх зображення Основні параметри і характеристики цифрових мікросхем Розширювачі на логічних елементах Збільшення...
36594. ЦИВІЛЬНИЙ ЗАХИСТ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 109.5 KB
  Обсяг навчального часу для вивчення дисципліни Цивільний захист визначений державними вимогами спільний наказ Міністерства освіти і науки України Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи та Державного комітету України з промислової безпеки охорони праці та гірничого нагляду від 21.2010 року № 969 922 216 Про організацію та вдосконалення навчання з питань охорони праці безпеки життєдіяльності та цивільного захисту у вищих навчальних закладах України і не...
36595. Основи екології. Курс лекцій 161.5 KB
  Предметом вивчення екології є умови та закономірності існування формування та функціонування біосфери від окремої особі до біосфери в цілому та їх взаємозв’язок з зовнішніми умовами а також загальні закони розвитку екології. Самою простою структурою сучасної активної частини біосфери являється біогеоценоз. Це дало йому поштовх до створення всеохоплюючої теорії біосфери тобто тієї частини зовнішніх оболонок нашої планети які безпосередньо пов’язані з існуванням життя на Землі. Вернадський дав визначення біосфери: “Біосфера являє...
36596. Філософія. Курс лекцій 643.5 KB
  Філософське знання має свою специфіку, яка докорінно відрізняє його від конкретно-наукового знання. Річ у тім, що коли наукове знання на певному етапі історичного розвитку є точним, однозначним і тому загальноприйнятним для всіх людей, то філософське знання є поліфонічним, плюралістичним. Це означає, що на одні і тіж самі питання в різних філософських школах даються різні відповіді, які, що суттєво важливо, мають рівноцінне значення
36597. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО ФИЛОСОФИИ 899 KB
  Мировоззрение человека и философия.Мировоззрение человека: его сущность структура и исторические формы. Бытие и материя – основа раскрытия сущности мира и человека. Философское понимание человека.
36598. Фінанси підприємства. Курс лекцій 766.5 KB
  Економічний зміст і причини виникнення Фінансова криза на підприємстві це кінцева стадія непрогнозованого процесу втрати під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів потенціалу розвитку у ході котрого структура капіталу та ліквідність підприємства погіршується настільки що це загрожує його подальшому існуванню. Під фінансовою кризою розуміють фазу розбалансованої діяльності підприємства та обмежених можливостей впливу його керівництва на фінансові відносини що виникають на цьому підприємстві. На практиці з кризою як правило...