Лабораторная работа № 7 Характеристики типовых динамических звеньев

Пакетный файл taugame.bat, исполняемый файл taugame.exe.

Сведения из теории

Основные сведения из теории представлены в материалах практических занятий №№ 1-4 и описании лабораторной работы №4, полный перечень характеристик типовых динамических звеньев представлен в [1].

Порядок выполнения работы

1. После запуска пакетного файла ознакомьтесь с информацией на заставке программы (рис. 127) и снимите ее нажатием любой клавиши.

Рис. 127.

2. Внимательно изучите справочную информацию и инструкции на экране (рис. 128). Следуйте инструкциям о порядке использования клавиш в процессе выполнения работы.

Рис. 128.

3. Содержание работы состоит в подборе соответствия форм описания и характеристик для заданного динамического звена из представленных на экране вариантов.

Например:

- по названию звена определить дифференциальное уравнение (рис. 129);

Рис. 129.

- по графику АЧХ определить передаточную функцию (рис. 130);

Рис. 130.

- по графику АФХ определить график переходной функции (рис. 131) и т.д.

В лабораторной работе рассматриваются следующие формы описания и характеристики динамических звеньев:

1) название звена;

2) передаточная функция W(p);

3) дифференциальное уравнение;

4) амплитудно-частотная характеристика АЧХ A(ω);

Рис. 131.

5) фазо-частотная характеристика ФЧХ φ(ω);

6) амплитудно-фазовая характеристика (годограф) АФХ;

7) логарифмическая амплитудная характеристика ЛАХ L(ω);

8) переходная характеристика h(t) (начиная с 7 уровня);

9) весовая характеристика w(t) (начиная с 7 уровня).

Характеристика может быть представлена в виде графика или выражения.

Рассматриваются следующие динамические звенья:

1) безынерционное;

2) апериодическое звено 1-го порядка;

3) апериодическое звено 2-го порядка;

4) колебательное;

5) консервативное;

6) идеальное интегрирующее;

7) интегрирующее звено с замедлением;

8) изодромное;

9) идеальное дифференцирующее;

10) дифференцирующее звено с замедлением.

В процессе выполнения работы пользователь последовательно проходит 12 уровней. На каждом из уровней требуется ответить на 10 вопросов.

Время, отпущенное на ответы, ограничено (60 секунд на первый вопрос уровня, 55 секунд на второй, 50 на третий и т.д.).

При повторном прохождении уровня после допущенной ошибки количество вопросов на нем снижается до пяти, норма времени на вопрос отсчитывается с 35 секунд.

С учетом количества правильных ответов, пройденных уровней и времени, затраченного на ответы, формируется рейтинг выполняющего лабораторную работу.

На экране монитора справа вверху отображается текущий номер уровня, общее количество заданных вопросов, процент правильных ответов, текущий рейтинг, наивысший достигнутый уровень, наибольший заработанный рейтинг; слева внизу расположен счетчик времени, отпущенного на ответ.

При нажатии клавиши «пробел» на экране формируется очередной вопрос и запускается счетчик времени. При нажатии любой из клавиш управления курсором «→», «←», «↑», «↓» происходит выбор ответа, после этого счетчик времени останавливается до следующего нажатия клавиши «пробел», вызывающего формирование нового вопроса.

В случае ошибки при подборе очередной характеристики или в случае истечения времени, отведенного на ответ, программа указывает правильный вариант, текущий номер уровня устанавливается в исходное значение 1 и выполнение работы должно быть продолжено.

Контрольные вопросы

1. Как связаны между собой передаточная функция и дифференциальное уравнение звена?

2. Что такое переходная характеристика?

3. Что такое весовая характеристика?

4. Как связаны между собой переходная и весовая характеристики?

5. По какому признаку можно отличить АЧХ звена из группы интегрирующих от АЧХ звена из группы дифференцирующих?

6. По какому признаку можно отличить ФЧХ звена из группы интегрирующих от ФЧХ звена из группы дифференцирующих?

7. У каких типовых звеньев значения ФЧХ с увеличением частоты не изменяются?

8. Какова связь между знаком ФЧХ и характером изменения АЧХ?

9. Какими характеристиками передаточной функции определяется наклон низкочастотного участка асимптотической ЛАХ?

10. Какими характеристиками передаточной функции определяется наклон высокочастотного участка асимптотической ЛАХ?

11. Какова зависимость между наклоном асимптотической ЛАХ и предельным значением ФЧХ для типовых (минимально-фазовых) звеньев:

- на низких частотах;

- на высоких частотах?

12. Консервативное звено может рассматриваться как идеализация, или предельный случай колебательного звена. В чем это выражается с точки зрения их:

- передаточных функций;

- переходных функций;

- АЧХ;

- ФЧХ?

См. также вопросы к лабораторной работе № 4.

Приложение 1

Преобразование Лапласа некоторых функций

№	Оригинал	Изображение
1	1(t)	1/s
2	(t)	1
3
4
5	sin t. 1(t)
6	cos t. 1(t)
7	tn. 1(t)
8
9
10
11
12	t cos t. 1(t)
13
14
15	1(t-a)
16	(t-a)1(t-a)
17	1(t-a)- 1(t-b)