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

50493. Изучение принципов работы бесконтактных датчиков и датчиков температуры 1.65 MB
  Бесконтактным выключателем (ВБ) называется выключатель, приводимый в действие внешним объектом без механического контакта выключателя и объекта. Коммутация нагрузки производится полупроводниковыми элементами. Все это обеспечивает высокую надёжность работы бесконтактных выключателей. В системах управления они, как правило, выполняют функцию датчиков обратной связи, сигнализируя о завершении выполнения конкретным элементом оборудования команды на перемещение. Но этим их применение не ограничивается.
50494. Проектирование 4-разрядного сумматора 116 KB
  Открыть VHDL файл и записать в него прогр. Сохранить файл под именем dd1 и установить его старшим в иерархии проекта. Список файлов открывается средней клавишей Files. VHDL файлы относятся файлам образующим проект.
50495. Процеси та потоки 134.5 KB
  Крім адресного простору процесу належать такі ресурси як файли динамічні області пам’яті і потоки. Ресурси створювані за життя процесу обов’язково знищуються при його завершенні. Потік thred описує послідовність виконання коду усередині процесу. Первинний потік процесу створюється системою автоматично під час створення процесу.
50496. Взаємодія між потоками 90 KB
  Мета: Засвоїти поняття паралельного виконання «потоків» та освоїти засоби їх синхронізації. Здобути навики синхронізації «потоків» при обробці спільних даних та доступу до ресурсів в операційній системі Windows.
50497. Расчет переходных процессов в линейных цепях 623 KB
  Расчет тока i1 классическим методом. 1)Записываем уравнения Кирхгофа для послекоммутационной цепи: 2) Рассмотрим установившийся режим...
50499. Создание типизованных файлов с использование элементов управления Edit, Button, GroupBox, RadioButton, CheckBox, ListBox 72 KB
  Цель работы Приобретение навыков работы с типизованными файлами использование в работе элементов управления Edit Button GroupBox RdioButton CheckBox ListBox и других для создания форм. Методические указания по самостоятельной работе студентов Типизованный файл – это последовательность данных одинакового типа которая предназначена для долгосрочного хранения на внешних носителях. В C создание типизованных файлов осуществляется путём записи в файл блоков информации одинаковой длины.
50500. Моделирование работы программ в виртуальной памяти и исследование эффективности их выполнения 86.5 KB
  Имитационная модель страничных прерываний Программа моделирует процесс обработки страничных прерываний и выполнение алгоритмов замещения страниц при их отсутствии в физической памяти. Модель реализована в классе VM который сохраняет последовательность обращений к памяти исследуемого алгоритма трассировка и моделирует по ней страничные прерывания и алгоритмы замещения собирая при этом статистику. Для моделирования обращения к памяти используется метод VM::ccessint ddr int write который получает адрес обращения обычно это индекс в...
50501. Дослідження текстового та графічного режимів роботи EPSON-сумісних матричних принтерів 67.5 KB
  Висновок: у даній лабораторній роботі було розглянуто різні шрифти, які використовуються при друку, а також різні режими друку. Було створено програму, яка генерує коди, які розуміє принтер. На симуляторі принтера підтвердилася робочість програми і було роздруковано текст, зображення, а також візитку, яка містила 2 попередні пункти одночасно.