Лабораторна работа № 5
«Визначення характеристик лінійних стаціонарних систем за допомогою інструментальних засобів МАТЛАБ»
Мета роботи - вивчити засоби МАТЛАБ для визначення характеристик лінійних стаціонарних систем і набути навичок проведення аналізу динамічних систем.
Вихідні дані - параметри системи задані коефіцієнтами чисельника і знаменника передавальної функції, а варіанти параметрів представлені в табл. 4.4.
Порядок виконання лабораторної роботи
1.Отримати варіант роботи у викладача.
2. Завантажити систему МАТЛАБ в комп'ютер.
3. Створити скрипт-файл аналізу динамічної системи варіанти:
- Поставити систему в формі ТФ;
- Провести систему в форму ЗПК;
- Визначити тимчасові характеристики (перехідну - крок командою, імпульсну - Impuls командою);
- Знайти частотні характеристики (в лінійному масштабі командою FREQ, в логарифмічному масштабі командою Bode).
4. Побудувати графіки і перенести їх в звіт.
5. Оформити звіт.
Виконання лабораторної роботи
Завантаження системи МАТЛАБ. Знайти на робочому столі комп'ютера іконку системи МАТЛАБ і провести запуск. При відсутності іконки виконати запуск через послідовність операцій-ПРОГРАММИМАТЛАБ пуск..
Створення скрипт-файлу. Відкрити новий М-файл на панелі інструментів для створення програми.
Налагодження програми і її виконання. Запустити програму шляхом введення імені програми в командному вікні Матлаб. При повідомленні помилок виконати необхідні виправлення.
Таблиця 4.4
Номер варіанта |
Параметри динамічної системи |
|
Поліном чисельника |
поліном знаменника |
|
1 |
0.1 |
(1.5s*+1)(3s+1)^2 |
2 |
1.0 |
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)(3s+1) |
3 |
5.0 |
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)s |
4 |
10.0 |
(2.5s+1)(5s+1)^2 |
5 |
20.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)(5s+1) |
6 |
30.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s |
7 |
3.0 |
(0.1s+1) ^2 (0.3s+1) |
8 |
5.0 |
((5s)^2+2*5*0.1s+1) (5s+1) |
9 |
7.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s^2 |
10 |
s+1 |
(1.5s+1)(3s+1)^2 |
11 |
(s+2)(s-1) |
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)(3s+1) |
12 |
(s+5)(s-2) |
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)s |
13 |
(s+1)(s-1) |
(2.5s+1)(5s+1)^2 |
14 |
((1/30s)^2+2*1/30*0.1s+1) |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)(5s+1) |
15 |
1.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s |
16 |
5.0 |
(0.1s+1) ^2 (0.3s+1) |
17 |
((3s)^2+2*3*0.1s+1) |
((5s)^2+2*5*0.1s+1) (5s+1) |
18 |
(s+1)^2 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s^2 |
19 |
(1.5s+1)(3s+1) |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s^2 |
22 |
8.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.4s+1)(5s+1) |
23 |
5.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.4s+1)s |
24 |
6.0 |
(0.1s+1) ^2 (0.3s+1) |
25 |
1.5 |
((5s)^2+2*5*0.4s+1) (5s+1) |
26 |
2.0 |
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.4s+1)s^2 |
* s – змінна Лапласа.
Контрольні питання
Які форми використовують для опису лінійних динамічних систем?
2. Дайте визначення імпульсної функції.
3. Дайте визначення перехідної функції.
4. Дайте визначення передавальної функції.
5. Дайте визначення комплексного коефіцієнта передачі.
6. Дайте визначення амплітудно-частотної характеристики.
7. Дайте визначення фазочастотной характеристики.
8. Дайте визначення амплітудно-фазочастотной характеристики.
9. Дайте визначення логарифмічною амплітудної і логарифмічною фазовою частотних характеристик.
довідкові відомості
Довідкові відомості про командах містяться в підрозділ. 3.3 и 3.4.
Приклад.
clc
clf
Num=[1 2];Den=[4 5 6];
sys_tf=tf(Num,Den) % форма tf [z,p,k]=tf2zp(Num,Den);
sys_zpk=zpk(z,p,k) figure(1) |
% форма zpk |
step(sys_tf) |
% перехідна функція |
damp(sys_tf)
figure(2) |
% полюса системи |
impulse(sys_tf) |
% імпульсна функція |
[X,w]=freqs(Num,Den); % Комплексний коефіцієнт передачі цифра figure(3) subplot(2,1,1)
plot(w,abs(X)),grid on % АЧХ
subplot(2,1,2)
plot(w,unwrap(angle(X))*180/pi),grid on % ФЧХ figure(4)
bode(sys_tf),grid on % ЛАЧХ nyquist(sys_tf) % АФЧХ
Зміст звіту
Звіт повинен містити: варіант завдання на роботу, вираження передавальної функції в двох формах, -скріпт файл лабораторної роботи, графіки тимчасових і частотних характеристик.
Бібліографічний список
1. Фінк Л.М. Теорія передачі дискретних повідомлень. - М.: Рад. радіо, 1970. - 276 с.
2. Сергієнко А.Б. Цифрова обробка сигналів. - СПб: Пітер, 2002. - 608 с.
3. Скляр Б. Цифрова зв'язок. Теоретичні основи і практичне застосування. - М. - СПб - До.: Вільямс, 2003. - 1099 с.
4. прокис Дж. Цифрова зв'язок. - М.: Радио и связь, 2000. - 964 с.
5. Френкс Л. Теорія сигналів: Пер. з англ. - М.: Рад. радіо, 1974. - 344 с.
6. Волощук Ю.І. Сигналі та процеси у радіотехніці: Підручник для студентів Вищих Навчальних Закладів: У 2т. - Х.: "Компанія СМІТ", 2003. - Т.1 - 345 с. - Т.2. - 356 с.
7. Основи цифрової обробки сигналів: Курс лекцій / Солонина А.І.,
Улаховіч Д.А., Арбузов С.М., Соловйова Є.Б., Гук І.І. - СПб: БХВПетербург, 2003. - 608 с.
Кортунов В'ячеслав Іванович
Лукін Володимир Васильович
ОСНОВИ ТЕОРІЇ ЦИФРОВИЙ ЗВ'ЯЗКУ
Редактор В.І. Філатова
Св. план, 2006
Підписано до друку 01.02.2006
Формат 60х84 1/16. Бум. офс. №2. Офс. печ.
Ум. печ. л. 3,6. Уч.-вид. л. 4,06. Т. 50 прим. Замовлення 76. Ціна вільна
Національний аерокосмічний університет ім. Н.Є. Жуковського
«Харківський авіаційний інститут»