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. Коэффициенты усиления пропорциональных звеньев детализированной схемы установить равными последней цифре номера зачетки. Постоянные времени апериодических звеньев первого порядка и их коэффициенты усиления рассчитать по соответствующим детализированным схемам. Графики переходных процессов апериодических звеньев должны соответствовать графикам переходных процессов детализированных схем. 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 второго порядка: частоту среза, запас устойчивости по амплитуде, запас устойчивости по фазе.
Тестовые вопросы.
Как определить коэффициент усиления апериодического звена второго порядка?
Как преобразовать последовательное соединение звеньев к одному звену?
Как преобразовать встречно-параллельное соединение звеньев к одному звену?
Как сложную передаточную функцию разложить на передаточные функции типовых звеньев?
На каких частотах начинаются изменения наклона логарифмической амплитудо-частотной характеристики апериодического звена второго порядка?
Лабораторная работа № 4. Исследование характеристик колебательного звена
Исследованию подлежат динамические звенья:
- детализированная схема колебательного звена;
- типовое колебательное звено.
Программа лабораторной работы состоит их двух пунктов: