42307

Дослідження розімкнутої лінійної системи за допомогою середовища MATLAВ

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Він повинен включати назва предмета номер і назва лабораторної роботи прізвище та ініціали авторів номер групи прізвище та ініціали викладача номер варіанта короткий опис досліджуваної системи результати виконання всіх пунктів інструкції які виділені сірим фоном див. Визначте смугу пропускання системи найменшу частоту на якій АЧХ стає менше ніж дБ. Побудуйте модель системи в просторі стану.

Украинкский

2013-10-29

123 KB

1 чел.

Лабораторна робота № 2


Дослідження розімкнутої лінійної системи


Мета роботи
• освоєння методів аналізу одновимірної лінійної безперервної системи за допомогою середовища MATLAB
Завдання роботи
• запровадити модель системи у вигляді передавальної функції
• побудувати еквівалентні моделі в просторі станів і в формі «нулі-полюси»
• визначити коефіцієнт посилення в сталому режимі і смугу пропускання системи
• навчитися будувати імпульсну і перехідну характеристики, карту розташування нулів і полюсів, частотну характеристику
• навчитися використовувати вікно LTIViewer для побудови різних характеристик
• навчитися будувати процеси на виході лінійної системи при довільному вхідному сигналі
Оформлення звіту
Звіт з лабораторної роботи виконується у вигляді зв'язного (читається) тексту у файлі формату Microsoft Word (шрифт основного тексту Times New Roman, 12 пунктів, через 1,5 інтервалу, вирівнювання по ширині). Він повинен включати
• назва предмета, номер і назва лабораторної роботи
• прізвище та ініціали авторів, номер групи
• прізвище та ініціали викладача
• номер варіанта
• короткий опис досліджуваної системи
• результати виконання всіх пунктів інструкції, які виділені сірим фоном (див. нижче): результати обчислень, графіки, відповіді на запитання.
При складанні звіту рекомендується копіювати необхідну інформацію через буфер обміну з робочого вікна середовища MATLAB. Для цих даних використовуйте шрифт Courier New, в якому ширина всіх символів однакова.

Інструкція з виконання роботи
Основна частина команд вводиться в командному вікні середовища MATLAB. Команди, які треба застосовувати в інших вікнах, позначені іконками відповідних програм.

Етап виконання завдання
1. Очистіть робочий простір MATLAB (пам'ять).
clear all
2. Очистіть вікно MATLAB.
clc
3. Подивіться коротку довідку по команді tf.
help tf
4. Визначте адресу файлу, який виконує цю команду.
which('tf')
5. Введіть передавальну функцію

як об'єкт tf.  n = [n2 n1 n0]

d = [1 d2 d1 d0]

f = tf ( n, d )



6. Перевірте, як отримати з цього об'єкта чисельник і знаменник передавальної функції.
[n1,d1] = tfdata ( f, 'v' )
7. Знайдіть нулі і полюси передавальної функції.
 z = zero ( f )

p = pole ( f )



8. Знайдіть коефіцієнт посилення ланки в сталому режимі.
k = dcgain ( f )

9. Визначте смугу пропускання системи (найменшу частоту, на якій АЧХ стає менше, ніж дБ).
b = bandwidth ( f )

10. Побудуйте модель системи в просторі стану.
f_ss = ss ( f )

11. Зробіть так, щоб коефіцієнт прямої передачі ланки дорівнював 1.
f_ss.d = 1
12. Знайдіть новий коефіцієнт посилення ланки в сталому режимі.

13. Як пов'язані коефіцієнти і? Чому?

14. Побудуйте модель вихідної системи у формі «нулі-полюси».
f_zp = zpk ( f )
15. Перевірте, які змінні є в робочому просторі.
who или whos

(в чому різниця?)
16. Побудуйте на графіку розташування нулів і полюсів системи.
pzmap ( f )
17. Визначте коефіцієнти демпфування і власні частоти для всіх елементарних ланок (першого і другого порядку).
[wc,ksi,p] = damp ( f )
18. Відкрийте модуль LTIViewer.
ltiview
19. Завантажте модель f.
FileImport
20. Побудуйте імпульсну характеристику (вагову функцію) цієї системи.
 

ПКМ – Plot Types - Impulse
21. Завантажте модель f_ss.
FileImport
22. Перевірте, чи побудована імпульсна характеристика другої системи?
ПКМ – Systems
23. Вимкніть систему f. Чому однакові побудовані імпульсні характеристики різних систем?
ПКМ – Systems
24. Підключіть обидві системи.
25. Побудуйте перехідні характеристики систем.
 

ПКМ – Plot Types – Step
26. Зробіть, щоб на графіку для кожної функції були відзначені:
• максимум
• час перехідного процесу
• час наростання (від 10% до 90% сталого значення)
• стале значення

 

ПКМ – Characteristics:

Peak Response

Settling Time

Rise Time

Steady State


27. Клацаючи мишею по мітках-гурткам, виведіть на екран рамки з чисельними значеннями цих параметрів і розташуйте їх так, щоб всі числа були видні.
28. Експортуйте побудований графік в окреме вікно.
 

File – Print to Figure
29. Скопіюйте графік у буфер обміну у форматі векторного метафайлу.
print -dmeta
30. Вставте графік з буфера обміну в звіт (Microsoft Word).  
ПКМ - Вставить
31. Закрийте вікно LTIViewer.
32. Створіть масив частот для побудови частотної характеристики (100 точок в інтервалі від до з рівномірним розподілом на логарифмічною шкалою).
w = logspace(-1, 2, 100);
33. Розрахуйте частотну характеристику вихідної системи ...
r = freqresp ( f, w );

r = r(:);
34. ... І побудуйте її на осях з логарифмічним масштабом по осі абсцис.
semilogx ( w, abs(r) )
35. Скопіюйте графік у буфер обміну у форматі векторного метафайлу.
print -dmeta
36. Вставте графік з буфера обміну в звіт (Microsoft Word). Поясніть, де на графіку можна знайти коефіцієнт посилення в статичному режимі і як визначити смугу пропускання системи.  
ПКМ – Вставить
37. Закрийте всі зайві вікна, окрім командного вікна MATLAB.
38. Побудуйте сигнал, що імітує прямокутні імпульси одиничної амплітуди з періодом 4 секунди (всього 5 імпульсів).
[u,t] = gensig('square',4);
39. Виконайте моделювання та побудуйте на графіку сигнал виходу системи f при цьому вході.
lsim (f, u, t)
40. Скопіюйте графік у буфер обміну у форматі векторного метафайлу.
print -dmeta
41. Вставте графік з буфера обміну в звіт (Microsoft Word).  
ПКМ – Вставить

Таблиця коефіцієнтів

Варіант

  1.  

1.0

1.10

0.100  

 3.0000  

 3.1600

 1.2000

  1.  

1.1

1.54

0.495  

 2.8000  

 2.9200

 1.2000

  1.  

1.2

1.08

0.096  

 2.3727  

 2.2264

 0.9091

  1.  

1.3

1.04

0.091  

 2.1909  

 2.0264

 0.9091

  1.  

1.4

-1.54

0.252  

 1.8333  

 1.5278

 0.6944

  1.  

1.5

-0.90

-0.240  

 1.6667  

 1.3611

 0.6944

  1.  

1.6

0.80

-0.224  

 1.3286  

 0.8959

 0.4592

  1.  

1.7

1.36

0.204  

 1.1857  

 0.7673

 0.4592

  1.  

1.8

-1.98

0.432  

 1.2000  

 0.7644

 0.3556

  1.  

1.9

-0.76

-0.399  

 1.3333  

 0.8711

 0.3556

  1.  

2.0

0.60

-0.360  

 1.2000  

 0.7406

 0.2734

  1.  

2.1

1.68

0.315  

 1.3250  

 0.8281

 0.2734

  1.  

2.2

-2.42

0.616  

 1.3059  

 0.7696

 0.2076

  1.  

2.3

-0.46

-0.552  

 1.4235  

 0.8401

 0.2076

  1.  

2.4

0.24

-0.480  

 1.3889  

 0.7531

 0.1543

  1.  

2.5

2.25

0.500  

 1.5000  

 0.8086

 0.1543

  1.  

2.6

0.26

-0.780  

 1.2421  

 0.6139

 0.1108

  1.  

2.7

-0.27

-0.810  

 1.1368  

 0.5717

 0.1108

  1.  

2.8

0.28

-0.840  

 0.8000  

 0.3700

 0.0500

  1.  

2.9

3.19

0.870  

 0.7000  

 0.3500

 0.0500


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76792. Подмышечная ямка 184.1 KB
  Подкрыльцовая впадина подмышечная ямка пространство между боковым отделом грудной клетки и плечом. Стенки впадины Передняя стенка образована подключичной большой и малой грудной мышцами покрытыми грудиноключичной фасцией. Верхний ключичногрудной находится между ключицей и верхним краем малой грудной мышцы. Средний грудной соответствует малой грудной мышце с началом от IIIY ребер и прикреплением к клювовидному отростку лопатки.
76793. Венозные сплетения и анастомозы 179.96 KB
  Во многих органах возникают органные венозные сплетения: глоточное щитовидное мочепузырное прямокишечное и другие Три крупных вены: верхняя нижняя полые и воротная образуют каждая свою венозную систему. Венозные соединения между ветвями одной вены то есть пределах одной системы считаются внутрисистемными. Кавакавальные анастомозы в передней брюшной стенке образуются притоками верхней полой вены: верхней надчревной грудонадчревной венами и притоками нижней полой вены: надчревной нижней и надчревной поверхностной. В задней стенке груди...
76794. Плацентарное кровообращение 180.17 KB
  umbiliclis достигает ворот печени и делится на портальную ветвь впадающую в воротную вену и более крупный венозный проток ductus venosus вливающийся в печеночную или нижнюю полую вену. Поэтому малая часть крови проходит через всю систему воротной вены печени как плодного органа кроветворения и вливается в нижнюю полую через печеночные вены. Пупочная вена после перевязки зарастает в пупке и находится в круглой связке печени впадая в воротную вену что используется для введения через нее лекарственных и диагностических средств при...
76795. Сердце — развитие, строение, топография 182.81 KB
  После срастания перегородок образуется вторичное межпредсердное отверстие овальное так как прорывается краниальная часть перегородки. Левое отверстие и митральный двухстворчатый клапан лежат на уровне IIIго реберного хряща правое и трехстворчатый клапан над IVм хрящом у грудины. Аортальное отверстие и его полулунные клапаны находятся кзади от левого края грудины на уровне IIIго межреберья; отверстие легочного ствола с полулунными клапанами над IIIим правым реберным хрящом у правого края грудины. Правое предсердие атриум декстер...
76796. Строение миокарда 183.83 KB
  Проводящая система сердца. В предсердиях и желудочках образуется разное количество слоев с неодинаковым расположением и направлением мышечных волокон сократительных кардиомиоцитов которые начинаются от мягкого соединительнотканного скелета сердца. В сократительном миокарде желудочков различаются: общий поверхностный слой с косо ориентированными волокнами начинающимися от фиброзных колец и уходящими в верхушку сердца где они образуют завиток вортекс и плавно переходят во внутренний слой; средний слой из круговых волокон являющийся...
76797. Сосуды и нервы сердца 180.54 KB
  Они венцом окружают основание сердца отчего нередко называются венечными. Левая венечная артерия проходит между началом легочного ствола и левым ушком и передней межжелудочковой ветвью спускается к верхушке сердца а огибающей ветвью по венечной борозде и задней поверхности. Наиболее выраженные и постоянные анастомозы находятся: в верхней части передней стенки правого желудочка; в передней стенке левого желудочка по левому краю; в верхушке сердца задней межжелудочковой борозде и межжелудочковой перегородке; в стенках предсердий.
76798. Сосуды большого круга 180.76 KB
  Аорта на всем протяжении делится на париетальные и висцеральные ветви и заканчивается бифуркацией на общие подвздошные артерии на уровне IVVго поясничных позвонков. Из ее париетальных и висцеральных ветвей возникают экстра и интраорганные артерии которые подходят к органам как правило с медиальной стороны используя кратчайшие пути. В части паренхиматозных органов: легких печени селезенке почке артерии разветвляются в соответствии с делением на доли сектора сегменты и более мелкие части вплоть до структурнофункциональных единиц ...
76799. Бедренный канал 180.44 KB
  Глубокое кольцо бедренного канала находится в медиальной части сосудистой лакуны под паховой связкой и ограничено: сверху паховой связкой у места прикрепления ее к лобковому бугорку и симфизу; снизу лобковым гребнем и покрывающей его гребенчатой связкой; медиально лакунарной связкой заполняющей внутренний угол сосудистой лакуны; латерально стенкой бедренной вены. В практике хорошо прощупываемая паховая связка выступает как важный клиникоанатомический ориентир позволяющий отличить бедренную грыжу от паховой так как бедренный...
76800. Медиальные и задние мышцы и фасции бедра 180.94 KB
  Медиальная бедренная мышечная группа Хорошо развита в связи с прямохождением и выполняет приведение бедра потому в основном укомплектована приводящими мышцами. Длинная приводящая мышца начинается толстым сухожилием от лобковой кости между гребнем и симфизом. Мышца лежит погранично с медиальной широкой из четырехглавой мышцы бедра. Короткая приводящая мышца с началом от тела и нижней ветви лобковой кости прикреплением к верхнему участку тернистой линии бедренной кости; приводит и сгибает бедро.