Экспериментальное исследование временных характеристик: реакций динамических звеньев на ступенчатый входной сигнал.
Построение логарифмических амплитудо-частотных (лфчх) и фазо-частотных (фчх) характеристик звеньев.
Для исследования в п.1 временных характеристик указанных звеньев необходимо средствами имитационного моделирования Simulink программной среды MatLab собрать лабораторную установку по схеме рис. 1.
а) б)
Рис. 1. Схема лабораторной установки а) и реакции звеньев на единичный ступенчатый сигнал б).
Выполнить численный эксперимент. Коэффициент усиления пропорционального звена детализированной схемы апериодического звена установить равным последней цифре номера зачетки. Параметры апериодического звена должны соответствовать детализированной схеме. Результаты имитационного моделирования в виде структурной схемы лабораторной установки (рис.1 а) и графиков переходных процессов (рис.1 б) сохранить с помощью меню Tools:
Report generator…
Определить численные значения основных характеристик переходных процессов элементарных динамических звеньев: установившееся значение, перерегулирование, время переходного процесса.
Для исследования частотных характеристик в п. 2 необходимо рассчитать ЛАЧХ и ФЧХ. Расчетные значения занести в таблицу 1.
Таблица 1.
Частотные характеристики звена
№ п |
Частота входного сигнала (рад/с) |
Десятичный логарифм от частоты lg( ) |
Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика звена L( ) |
Фазо-частотная характеристика звена ( ) |
1 |
0,01 |
|
|
|
.. |
… |
|
|
|
n |
300 |
|
|
|
По расчетным данным построить в логарифмическом масштабе ЛАЧХ и ФЧХ.
По графикам ЛАЧХ и ФЧХ определить основные динамические показатели апериодического звена первого порядка: частоту среза, запас устойчивости по амплитуде, запас устойчивости по фазе.
Тестовые вопросы.
Что называется динамическим коэффициентом усиления апериодического звена?
Что называется коэффициентом усиления апериодического звена?
Что называется коэффициентом передачи, в чем отличие от коэффициента усиления?
Как преобразовать встречно-параллельное соединение звеньев к одному звену?
Как сложную передаточную функцию разложить на передаточные функции типовых звеньев?
На какой частоте начинается изменение наклона логарифмической амплитудо-частотной характеристики апериодического звена первого порядка?
Как определить частоту среза апериодического звена с коэффициентом усиления k>1?
Лабораторная работа № 3. Исследование характеристик апериодического звена второго порядка
Исследованию подлежат динамические звенья:
- апериодическое звено второго порядка;
- детализированная схема апериодического звена второго порядка.
Программа лабораторной работы состоит их двух пунктов: