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

75754. Химический процесс горения. Факторы, обеспечивающие процесс горения. Основные принципы тушения возгораний 14.17 KB
  Химический процесс горения. Факторы обеспечивающие процесс горения. Для протекания процесса горения требуется наличие трех факторов: горючего вещества окислителя и источника зажигания. Полное при избытке кислорода продукты горения не способны к дальнейшему окислению.
75755. Понятие о температуре воспламенения и вспышки. Самовозгорание 11.59 KB
  Температура самовоспламенения минимальная температура вещества или материала при которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций заканчивающихся пламенным горением. Используются также понятия температура воспламенения температура вспышки. Последняя используется для характеристики всех горючих жидкостей по пожарной опасности и делятся на легковоспламеняющиеся температура до 610С бензин ацетон и т. Температура воспламенения используется для характеристик пыли.
75756. Классификация горючих жидкостей по температуре вспышки 12.31 KB
  Несгораемые материалы которые при воздействии огня или высокой температуры не воспламеняются не тлеют и не обугливаются. К несгораемым относятся все неорганические строительные материалы: бетон железобетон газобетон металл стекло асбест кирпич природные камни цемент известь. Трудносгораемые материалы которые при воздействии огня или высокой температуры с трудом воспламеняются тлеют или обугливаются и продолжают гореть или тлеть при наличии источника огня. К этой группе относят: смешанные строительные материалы органического и...
75757. Понятие о взрыве паров и газов. Степень взрывоопасности газовоздушной смеси 13.99 KB
  Степень взрывоопасности газовоздушной смеси. Взрывоопасную среду могут образовать смеси веществ газов паров пылей с воздухом и другими окислителями кислород озон. Газовоздушные смеси могут воспламеняться взрываться только тогда когда содержание газа в смеси находится в определенных для каждого газа пределах. Нижний предел соответствует минимальному а верхний максимальному количеству газа в смеси при котором происходят их воспламенение при зажигании и самопроизвольное без притока тепла извне распространение пламени...
75758. Характеристика производственных помещений по степени пожарной опасности 13.33 KB
  Все помещения и здания подразделяются на 5 категорий. Б помещения где осуществляются технологические процессы с использованием ЛВЖ с температурой вспышки свыше 28 С способные образовывать взрывоопасные и пожароопасные смеси. В помещения и здания где обращаются технологические процессы с использованием горючих и трудногорючих жидкостей твердых горючих веществ которые при взаимодействии друг с другом или кислородом воздуха способны только гореть. Г помещения и здания где обращаются технологические процессы с использованием негорючих...
75759. Пожарная сигнализация, ее виды 12.36 KB
  Пожарная связь и сигнализация играют важную роль в мероприятиях для предупреждения пожаров способствуют своевременному их обнаружению и вызову пожарных подразделений к месту возникшего пожара а также обеспечивают управление и оперативное руководство работами на пожаре. Пожарную связь можно подразделить на связь извещения своевременный прием вызовов на пожары диспетчерскую связь управление силами и средствами для тушения пожаров и связь на пожаре руководство пожарными подразделениями. Наиболее надежное и быстродействующее средство...
75760. Понятие системы «Человек-среда обитания» 14.32 KB
  Человеку эти потоки необходимы для удовлетворения своих потребностей в пище воде воздухе солнечной энергии информации об окружающей среде и т. В то же время человек в жизненное пространство выделяет потоки механической и интеллектуальной энергии потоки масс в виде отходов биологического процесса потоки тепловой энергии и др. Естественная среда обеспечивает поступление на нашу планету потоков солнечной энергии что создает в свою очередь потоки растительной и животной масс в биосфере потоки абиотических веществ воздух вода...
75761. Причины региональной деградации биосферы. Формирование техносферы-нового типа среды обитания 15.71 KB
  Этим изменениям во многом способствовали: высокие темпы роста численности населения на Земле демографический взрыв и его урбанизация; рост потребления и концентрация энергетических ресурсов; интенсивное развитие промышленного и сельскохозяйственного производства; массовое использование транспорта; рост затрат на военные цели и ряд других процессов. Достижения в медицине повышение комфортности деятельности и быта интенсификация и рост продуктивности сельского хозяйства во многом способствовали увеличению продолжительности...
75762. Взаимодействие человека и техносферы 12.42 KB
  Взаимодействие человека и техносферы Человек и окружающая его среда гармонично взаимодействуют и развиваются лишь в условиях когда потоки энергии вещества и информации находятся в пределах благоприятно воспринимаемых человеком и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями как на человека так и природную среду. и действиями человека. комфортное оптимальное когда потоки соответствуют оптимальным условиям взаимодействия: создают оптимальные условия деятельности и отдыха;...