51112

Изучение переходных характеристик типовых динамических звеньев

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Цель: Изучение переходных характеристик типовых динамических звеньев. Задача: Ознакомиться с программой снятия переходных характеристик. Произвести снятие переходных характеристик для различных значений параметров.

Русский

2014-02-06

64.46 KB

8 чел.

Федеральное агентство по образованию

Тихоокеанский Государственный университет

Лабораторная работа 1

По дисциплине «Теория управления»

Исследование переходных характеристик

типовых динамических звеньев

Выполнил студент гр. ПО-62

Новосад А.О.

Проверил:  Степанов В.Г.

Хабаровск 2009

Цель: Изучение переходных характеристик типовых динамических звеньев.

Задача:

  1.  Ознакомиться с программой снятия переходных характеристик.
  2.  Произвести снятие переходных характеристик для различных значений параметров.
  3.  Построить полученные зависимости и сделать вывод о влиянии параметров на вид переходной характеристики.
  4.  Для апериодического звена первого порядка графически определить постоянную времени и коэффициент передачи.

Теоретические сведения

Пусть имеем дифференциальное уравнение динамики звена второго порядка

Его можно записать в общем виде

                         (1)

Где     оператор Лапласа

                         постоянные времени

   коэффициент усиления (передаточное число)

Многочлен в левой части (1) принято называть собственным оператором и обозначать L(p). В правой части стоит оператор воздействия N(p).

Функция W(p)= называется передаточной функцией.

Переходной функцией звена или системы называют функцию h(t) описывающую изменение выходной величины, когда на ее вход подается единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях.

В самом простом случае мы имеем дело с идеальным усилительным звеном. Его уравнение можно записать в виде

Передаточная и переходная функция соответственно равны

Далее рассмотрим более сложные звенья.

1. Апериодическое (Инерционное) звено

T1=5      K=5   K=7   K=2

Как видно из приведенного выше графика значение передаточного числа равно значению переходной функции в устоявшемся режиме. Следовательно чтобы определить коэффициент передачи нужно взять значение функции после окончания переходного процесса.

К=5   T1=2,5    T1=5    T1=8

Постоянная времени Т1 прямо пропорциональна длительности переходных процессов. С небольшой погрешностью можно считать что t=3T. Где t – длительность переходного процесса. На графике приведен пример графического метода определения Т1 – в начале координат к зеленому графику проведена касательная, из точки ее пересечения с асимптотой на ось времени опускается перпендикуляр, который указывает на значение Т1.

2. Апериодическое звено второго порядка

К=10 Т1=50 Т2=10

К1=10 Т1=50 Т2=40

К1=10 Т1=200 Т2=40

Зададим исходные данные для графика К=10 Т1=50 Т2=40 (красный график). Увеличим Т2 в 4 раза. На синем графике видно что при увеличении постоянной Т2 точка перегиба смещается вправо, что также незначительно влияет на длительность переходного процесса. Увеличение значения Т1 как и в случае апериодического звена 1-го порядка увеличивает длительность переходного процесса.

3. Колебательное звено

 

К1=5 Т1=5 Т2=10

К1=5 Т1=5 Т2=20

К1=5 Т1=10 Т2=20

На зеленом графике видно что переходная характеристика периодического звена – это синусоидальные колебания, которые затухают через несколько периодов. Если увеличить значение Т2, то существенно возрастет амплитуда колебаний, что в свою очередь увеличивает время переходного процесса. Обратного эффекта можно добиться если увеличить значение Т1(синий график).

4. Инерционное интегрирующее звено

К1=5 Т1=5

К1=20 Т1=5

К1=5 Т1=15

На среднем (красном) графике значения Т1 и К1 равны 5. Увеличение К1 приводит к более резкому возрастанию графика и смещению его асимптоты ближе к оси ординат. Изменение Т1 приводит к противоположному эффекту.

5. Инерционное дифференцирующее звено

 

Изменение передаточного числа и постоянной времени задают начальное значение переходной функции. Однако это не сильно сказывается на длительности переходных процессов.

К1=20 Т1=5

К1=20 Т1=10

К1=40  Т1=5

Вывод: в ходе выполнения данной лабораторной работы были изучены основные виды динамических звеньев и их переходные характеристики. Также было рассмотрено влияние постоянных времени и передаточного числа на графики переходных функций.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69378. Архітектура послідовних портів 1.23 MB
  Існує два способи обміну даними між зовнішніми пристроями ЗВПР і мікропроцесорною системою МПС: паралельний коли одночасно передаються всі біти або декілька біт слова даних; послідовний коли біти слова даних пересилаються по черзі починаючи наприклад з його молодшого розряду.
69379. Організація пам’яті Мікроконтролерів родини МК-51 999.5 KB
  Місце модуля пам’яті у структурі мікроконтролера Призначення та місце модуля пам’яті у мікропроцесорних системах При вивченні модульної структури мікропроцесорної системи МПС відзначалося що одним з основних її модулів є...
69380. ТАКТУВАННЯ, РЕЖИМИ ЗНИЖЕНОГО ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ ТА СКИДАННЯ 560.5 KB
  Блок керування та синхронізації мікропроцесора Блок керування та синхронізації призначений для формування синхронізуючих і керуючих сигналів які забезпечують координацію спільної роботи блоків МКра у всіх допустимих режимах роботи.
69381. Особливості архітектури типового мікроконтролера родини МК-51 2.36 MB
  Структура типового МК (мікроконтролера) родини МК-51 (рисунок 1) містить: арифметико-логічний пристрій (АЛП); регістри тимчасового збереження операндів (програмно недоступні, на структурі МК позначені Т1, Т2); один з основних регістрів – акумулятор, на структурі МК позначений А...
69382. Особливості розробки робочої керуючої програми та програмна модель мікроконтролера 302 KB
  РПД являє собою 128 восьмирозрядних регістрів які призначені для прийому збереження та видачі різноманітної інформації. Шістнадцять із цих регістрів допускають побітову адресацію. В області молодших адрес РПД знаходяться 4 банки регістрів загального призначення РЗП кожен...
69383. ХАРАКТЕРИСТИКА КОМАНД МІКРОКОНТРОЛЕРА 208 KB
  Мнемоніка команди представлення коду операції у вигляді сполучення латинських літер що мають визначений зміст використовуються англійські слова або скорочення наприклад MOV PUSH POP JMP CLR NOP. Мнемокод включає в себе мнемоніку команди та опис операндів які беруть участь в операції.