Лабораторная работа: Исследование временных характеристик типовых звеньев

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И ИНОВАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ИСЛАМА КАРИМОВА

ФАКУЛЬТЕТ: «ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ»

Кафедра «Автоматизация производственных процессов»

Лабораторная работа

На тему: «Исследование временных характеристик типовых звеньев»

По курсу: «Автоматизация технологических процессов»

Группа S-29-19

Выполнил: Карабаев Д.Д.

Ташкент 2023

Введение

Цель работы. Ознакомление с командами построения переходных процессов. Построение переходных и импульсных переходных функций типовых звеньев и их соединений.

Постановка задачи.

Исследовать временные характеристики типовых звеньев.

1. Теоретическая часть

Типовым динамическим звеном называется совокупность элементов, описывающих уравнения не выше 2-ого порядка.

Безынерционное звено

y(t)=k; ;

.

Инерционное звено 1-ого порядка (апериодическое звено)

; ;

h;

Т - постоянная времени;

k - коэффициент передачи.

Колебательное звено

;;

0<d<1 - коэффициент затухания.

;

Здесь: , , ;

.

Идеально интегрирующее звено

;;

;

5) Идеальнодифференцирующее звено

; ;

;

;

2. Методические указания по работе

После открытия основного окна MatLAB, запускаем функцию Simulink. Для этого используем один из 3-х методов приведенной 1-й лабораторной работе. Получим передаточную характеристику модели.

Получить передаточную функцию h(t) ступенчатого сигнала воздействующего на систему. На вход модели ставится блок (Step) который вырабатывает ступенчатый сигнал, на выходе ставится блок (Step) который показывает график функции.

Для запуска системы в окне Simulink на панели инструментов выбирается кнопка (Start). Для просмотра графика переходных характеристик на блоке (Scope) кликнуть два раза левой кнопкой мыши.

Для получения передаточной функции замкнутой системы осуществляется обратная связь и 2-й пункт повторяется рис.2.1.

Инструмент Simulink LTI-Viewer входит в состав пакета прикладных программ ControlSystemToolbox и предназначен для анализа линейных стационарных систем. С помощью данного инструмента можно легко построить частотные характеристики исследуемой системы, получить ее отклики на единичные ступенчатое и импульсное воздействия, найти нули и полюса системы и т.д.

Краткий алгоритм работы с Simulink LTI-Viewerприведен ниже.

Работа с Simulink LTI-Viewer

1. Выполнить команду Tools\LinearAnalysis... окна Simulink-модели.

В результате выполнения команды откроется окно Model_Inputs_and_Outputs как это показано на рис. 11.1, а также пустое окно Simulink LTI-Viewer.

Рис. 1 Исследуемая модель и окно Model_Inputs_and_Outputs инструмента Simulink LTI-Viewer

2. Установить блок InputPoint на входе и блок OutputPoint на выходе исследуемой системы, как это показано на рис. 11.2.

Рис. 2 Исследуемая модель с установленными блоками

Input PointиOutput Point

3. ВокнеLTI ViewerвыполнитькомандуSimulink\Get Linearized Model.

Данная команда выполняет линеаризацию модели и строит реакцию системы на единичное ступенчатое воздействие. Результат выполнения данного пункта показан на рис. 11.3

Рис. 3 Реакция системы на единичное ступенчатое воздействие.

Если система имеет несколько входов и выходов и для всех них установлены блоки InputPoint и OutputPoint, то на графике будет отображено несколько окон показывающих реакцию на каждом выходе при воздействии на каждый вход. импульсный переходной звено

3. Порядок выполнения работы

Загружается программа MatLAB.

Запускается Simulink.

По варианту составляется нужная модель.

Для получения графика переходных характеристик систем открывается блок Scopeзатем на панели инструментов нажимается кнопка Start.

Для просмотра реакции системы на импульс сигнала открываем SimulinkLTI-Viewer.

На вход системы устанавливается InputPointблок и на выходе OutputPoint.

ВокнеLTI Viewer выполняетсякомандаSimulink\Get Linearized Model.

В открытом окне выбираем пункт Impulse.

Изменяются параметры модели и измененные характеристики анализируетсяпредыдущими характеристиками.

Характеристики распечатываются.

Варианты:

Рис. 4

Вывод

Рис. 5