Set(0,'ShowHiddenHandles','On')
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ВРЕМЕННЫЕ И ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИНЕРЦИОННОГО (АПЕРИОДИЧЕСКОГО), ИНТЕГРИРУЮЩЕГО И ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩЕГО ЗВЕНЬЕВ
ПРОГРАММА РАБОТЫ:
1. Исследование инерционного звена 
. Провести исследование звена.
Охватить звено единичной отрицательной, а затем положительной обратной связью (ОС). При единичном ступенчатом воздействии, изменяя коэффициенты ОС, оценить влияние этих связей на динамические и статические свойства инерционного звена.
| № вар. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| k | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 10,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 | 20,0 |
| T, с | 0,025 | 0,02 | 0,0125 | 0,01 | 0,004 | 0,0025 | 0,0033 | 0,002 | 0,1 | 0,15 | 0,03 | 0,05 |
2. Исследование интегрирующего звена 
. Провести исследование звена.
| № вар. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| T, с | 0,025 | 0,02 | 0,0125 | 0,01 | 0,004 | 0,0025 | 0,0033 | 0,002 | 0,1 | 0,15 | 0,03 | 0,05 |
3. Исследование реального дифференцирующего звена 
. Провести исследование звена. С помощью частотных характеристик определить диапазон частот, при котором исследуемое звено работает как дифференцирующее.
| № вар. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| T1, с | 0,05 | 0,03 | 0,08 | 0,02 | 0,1 | 0,3 | 0,6 | 0,04 | 0,2 | 0,25 | 0,06 | 0,2 |
| T2, с | 0,0005 | 0,0001 | 0,0004 | 0,0005 | 0,001 | 0,003 | 0,006 | 0,0002 | 0,002 | 0,005 | 0,0006 | 0,005 |
|
|
|
Исследования звеньев проводится в следующем порядке:
1) Построить реакцию звена на дельта-импульс и единичный скачок. Дельта-импульс в среде Simulink можно организовать с использованием генератора импульсов. Например, генератор импульсов (Pulse Generator) может иметь следующие параметры: амплитуда импульсов – 100000, период следования – 2 с, длительность импульсов в % от периода следования – 0,0005 (площадь импульсов равна 1). Используя аналитические выражения, обосновать начальное и конечное значения импульсной и переходной характеристик.
2) Снять экспериментальные частотные характеристики АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ. Для этого, задаваясь определенными частотами (не менее 5), охватывающими весь рабочий частотный диапазон исследуемого звена, подать на вход звена синусоидальный сигнал единичной амплитуды. Совместить на виртуальном осциллографе входной и выходной сигналы звена; определить отношение амплитуд выходного и входного сигналов; определить фазовый сдвиг выходного сигнала относительно входного. В таблицу занести следующие значения: A(w), j(w), lg(w), L(w).
В отчете привести:
|
|
|
1. Расчетное задание согласно номеру варианта; модели исследуемых звеньев
2. Осциллограммы переходных процессов с обработкой результатов;
3. Графики АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ исследуемых звеньев, построенных по аналитическим выражениям, с нанесенными на них экспериментальными точками[1]. На график ЛАЧХ нанести асимптотическую характеристику;
4. Выводы о влиянии параметров звеньев на их статические и динамические свойства.
Вопросы и ответы
1) Как определить частотный диапазон исследуемого звена? Для этого определяем характерную частоту звена 
. Диапазоном рабочих частот будет интервал 
.
2) Как в MatLab построить АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ?
Возьмем для примера вариант 1 задания 2.
w1=1:1:100; %1 poddiapazon chastot
w2=100:10:1000; %2 poddiapazon chastot
w=[w1 w2]; %diapazon chastot
W=1./(1+0.025*j*w); %AFCH
A=abs(W); %ACH
F=angle(W)*180/pi; %FCH
%ww=[ww1 ww2 ww3 ww4 ww5];
%dt=[dt1 dt2 dt3 dt4 dt5];
%AA=[AA1 AA2 AA3 AA4 AA5];
%dF=dt.*ww;
%W1=AA.*exp(j*dF);
figure(1)
plot(real(W), imag(W)); %Stroim AFCH
grid
%hold on
%plot(real(W1),imag(W1),’or’);
%hold off
figure(2)
subplot(2,1,1)
plot(log10(w),20*log10(A));grid %Stroim LACH
%hold on
% plot(log10(ww),20*log10(AA),’or’);
%hold off
subplot(2,1,2)
plot(log10(w),F);grid %Stroim LFCH
%hold on
%plot(log10(ww),dF*180/pi, ’or’);
%hold off
3) Как в Simulink обработать графики?
Окно блока Scope, отображающее графики сигналов, имеет очень ограниченные возможности по изменению внешнего вида окна и графиков. Фактически можно изменять лишь масштаб отображения графиков, а команды изменения цветов линий и фона окна, толщины линий, размера и типа шрифтов и т.п. недоступны. Чтобы получить доступ к этим возможностям необходимо после проведения расчетов открыть окно блока Scope и в основном окне MATLAB ввести следующие команды:
|
|
|
set(0,'ShowHiddenHandles','On')
Set(gcf,'menubar','figure')
После выполнения этих команд в окне блока Scope появится меню как это показано на рис. 2.1.
Рис 2.1. Окно блока Scope
Используя команды меню Edit/Figure Properties… , Edit/Axes Properties… и Edit/Current Object Properties… можно изменить внешний вид окна, осей и самих графиков в соответствии со своими требованиями. Пример таких изменений показан на рис. 2.2. Изложенное выше относится и к другим блокам, предназначенным для просмотра графиков: Power Spectral Density, Averaging Power Spectral Density, Cross Correlator и т.п.
Рис 2.2. Измененное окно блока Scope
[1] Таблица экспериментальных точек должна содержать результаты не менее 5 экспериментов. Предлагаемая таблица имеет вид
| w | Авых | Dt |
| 1/(10T) | ||
| 1/(2T) | ||
| 1/T | 0.2 | 151 |
| 2/T | ||
| 10/T |
Здесь T – постоянная времени звена (или наибольшая постоянная времени звена), Авых – амплитуда выходного сигнала, Dt – временной сдвиг выходного сигнала относительно входного. Если выходной сигнал отстает от входного, то знак Dt отрицательный. Измерять Dt предлагается по моментам пересечения кривых оси времени.
|
|
|
Дата добавления: 2021-11-30; просмотров: 13; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!