Материал: ЛАБ3 - Исследование интегрирующих и дифференцирующих звеньев

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра автоматизированного электропривода и мехатроники

Лабораторная работа № 3

Исследование интегрирующих и дифференцирующих звеньев

Выполнил:

Проверил:

Магнитогорск, 2019

Исследование интегрирующих и дифференцирующих звеньев

Цель работы: Математическое моделирование временных характеристик динамических звеньев. Изучение динамических свойств, частотных характеристик и оценка влияния параметров на свойства звеньев. Ознакомление с системами MATLAB и MathCAD. Применение этих систем для изучения динамических звеньев.

Программа работы

1. Математическое моделирование. Расчётно–экспериментальная часть

1. Ознакомиться с основами моделирования звеньев и систем управления с использованием пакета MATLAB–Simulink

2. По заданию преподавателя определить параметры звеньев и создать их модели

3. Расчёт временных характеристик исследуемых динамических звеньев:

   1. Расчёт переходных функций h(t) и импульсных переходных (весовых) функций ω(t) динамических звеньев по методу структурного моделирования.

   2. Аналитический расчет временных характеристик. Сравнить результаты расчета с моделированием.

   3. Определение показателей переходных процессов исследуемых звеньев

4. Частотный анализ динамических звеньев с использованием пакета MATLAB–Simulink

1. Расчётно–графическая часть. Составление отчета по лабораторной работе

   1. Представить цель и программу работы, содержание расчетно–экспериментальной части

   2. Создаются модели динамических звеньев и задаются параметры этих звеньев

   3. Приводятся соответствующие графики переходных функций h(t) и весовых функций w(t) рассматриваемых динамических звеньев

   4. Производятся аналитический расчет временных характеристик h(t) и w(t) исследуемых звеньев. Сравнить результаты аналитического расчета с моделированием. Определяются показатели переходных процессов звеньев.

   5. Приводятся результаты частотного анализа для динамических звеньев с использованием пакета MATLAB–Simulink, представляются временные характеристики, логарифмические частотные характеристики и комплексные частотные характеристики

   6. Рассчитываются и строятся асимптотические ЛАЧХ L(w) и ЛФЧХ (w) для заданных звеньев.

   7. Сделать выводы по работе.

Переходные функции интегрирующих звеньев звеньев

Исследуются следующие интегрирующие звенья: идеальное интегрирующее, интегрирующее с замедлением и пропорционально–интегральное.

.

Рисунок 1–Схема модели интегрирующих звеньев.

Рисунок 2–Переходные функции интегрирующих звеньев:1–пропорционально интегральное звено; 2–интегрирующее звено; 3–реально интегрирующее звено.

Рисунок 3–Импульсно-переходные функции интегрирующих звеньев: 1–пропорционально интегральное звено; 2–интегрирующее звено; 3–реально интегрирующее звено.

Рисунок 4–Логарифмические частотные характеристики интегрирующих звеньев: 1–пропорционально интегральное звено; 2–интегрирующее звено; 3–реально интегрирующее звено.

Рисунок 5–Комплексно-частотная функция интегрирующих звеньев: 1–пропорционально интегральное звено; 2–интегрирующее звено; 3–реально интегрирующее звено.

Переходные функции дифференцирующих звеньев

Исследуются следующие дифференцирующие звенья: пропорционально-дифференциальное с передаточной функцией.

Рисунок 6–Схема модели для исследования переходных функций дифференцирующих звеньев.

Рисунок 7–Графики переходных функций дифференцирующих звеньев:

1–ПД дифференциального типа; 2–РДЗ; 3–ПД интегрального типа.

Рисунок 8–Графики импульсно-переходных функций дифференцирующих звеньев:

1–ПД дифференциального типа; 2–РДЗ; 3–ПД интегрального типа.

Рисунок 9–Логарифмические частотные характеристики дифференцирующих звеньев:

1–ПД дифференциального типа; 2–РДЗ; 3–ПД интегрального типа.

Рисунок 10 Комплексно-частотная функция дифференцирующих звеньев:

1–ПД дифференциального типа; 2–РДЗ; 3–ПД интегрального типа.

Вывод: в ходе данной лабораторной работы были изучены временные характеристики интегрирующих и дифференцирующих звеньев с использованием автоматизированных средств моделирования на ПК Matlab, Simulink, также были построены реакции каждого типового звена с заданными параметрами на ступенчатое и импульсное входное воздействие и определены как влияют коэффициенты, входящие в описание каждого звена, на параметры переходного процесса