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

62119. Методы отказа от курения. Выявление степени никотиновой зависимости (тест Фагестрема), мотивации к отказу от курения, мотивации к курению (тест Хорна) 40.47 KB
  Табакокурение является одной из самых распространенных и значительных бытовых вредностей, а табачная интоксикация является одним из этиологических факторов большого числа расстройств и заболеваний...
62122. Рациональное питание в формировании здорового образа жизни. Принципы рационального питания. Методические рекомендации 34.25 KB
  Значение темы: На протяжении многих тысячелетий вплоть до середины XIX века человечество принимая пищу в зависимости от ситуации не задумывалось о смысле и сути питания. В середине XIX века возникла первая серьезная теория...
62123. Оценка фактического питания (подсчет калорий, основного обмена, использование «эскиз-диета»). Разработка плана действий по изменению пищевого поведения. Методические указания 44.77 KB
  Значение темы: Питание является важнейшим фактором, определяющим здоровье человека. Рациональное питание следует рассматривать как одну из главных составных частей здорового образа жизни...
62124. Расчет электрических цепей постоянного тока 578.7 KB
  В работе приводится: номер и название работы; задание к работе; схема электрической цепи; исходные данные к расчету в соответствии с вариантом; результаты расчетов с краткими комментариями. Расчет многоконтурной линейной электрической цепи...
62126. Дослідження особливостей предмета та методології макроекономічної науки 35.61 KB
  Завдання заняття: Закріпити теоретичні знання студентів шляхом опитування пройденого лекційного матеріалу за темою: Макроекономіка як наука. Макроекономіка в системі економічних наук: а рівневий підхід до вивчення економіки: мікроекономіка та макроекономіка; б предмет дослідження макроекономіки...