
lab3
.docxМИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное образовательное
бюджетное учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М. А. Бонч-Бруевича»
______________________________________________________________________
Кафедра радиосистем и обработки сигналов
Дисциплина «Математические основы систем автоматического управления»
Отчет по лабораторной работе № 3
«Частотные характеристики типовых динамических звеньев»
Выполнили
студенты гр.
Принял
Ст. пр. каф. РОС
________ Межевов П.А.
Санкт-Петербург
2024
Целью работы является исследование частотных характеристик типовых динамических звеньев первого и второго порядков.
Составить схему моделирования апериодического звена первого порядка, изображенную на рис. 4.1.1. Коэффициент c задать равным 2.
Провести исследование модели при коэффициенте a , равном 1, 0.5 и –1. Получить графики ht(), расположение корней на комплексной плоскости и W j ( ) – диаграмму Найквиста для разомкнутой системы. По полученным графикам, оценить устойчивость звена и определить для a 1 коэффициенты передачи системы в замкнутом и разомкнутом состояниях.
Рис. 1 Переходный процесс при а=1
Расположение корней на комплексной плоскости:
s=-1
Рис.2 Диаграмма Найквиста
Рис.3 Переходный процесс при а=0,5
Расположение корней на комплексной плоскости:
s=0.5
Рис.4 Диаграмма Найквиста
Рис. 5 Переходный процесс при а=-1
Расположение корней на комплексной плоскости:
s
=1
Рис.6 Диаграмма Найквиста
3. Составить схему моделирования интегро-дифференцирующего звена, представленную на рис. 4.1.2 при c=10.
Провести исследование модели по п. 2
Рис. 7 Переходный процесс при а=1
Рис. 8 Переходный процесс при а=0,5
Рис. 9 Переходный процесс при а=-1
Составить схему моделирования апериодического звена второго порядка, представленную на рис. 4.2.1.
Провести для данной модели исследование влияния коэффициентов K1 и K2 на устойчивость звена по частотным характеристикам – bode и диаграмме Найквиста. Варьирование коэффициентов K1 и K2 представлено в табл. 4.3.1.
Рис. 10 Результат эксперимента 1
Рис. 11 Диаграмма bode
Рис.12 Диаграмма Найквиста
Рис. 13 Результат эксперимента 2
Рис. 14 Диаграмма bode
Рис.15 Диаграмма Найквиста
Рис. 16 Результат эксперимента 3
Рис. 17 Диаграмма bode
Рис. 17 Диаграмма Найквиста
Сделать выводы по полученным графикам, оценить устойчивость звена. Почему диаграммы Найквиста начинаются при w=0 с точки с координатами [1,0]
В п.2 и п.4 в переходном процессе:
при а=1 звено устойчивое
при а=0,5 звено устойчивое
при а=-1 звено неустойчивое
В п.6 во всех экспериментах звенья устойчивые.
Составить схему моделирования апериодического звена второго порядка, представленную на рис. 4.2.2, и выставить в блоках модели коэффициенты: K1 =5, K2 =10.
9. Провести исследования данной модели по частотным характеристикам – bode и диаграмме Найквиста, используя перебор значений коэффициентов 1a и 2 a согласно табл. 4.3.2.
Рис. 18 Результат эксперимента 1
Рис. 19 Диаграмма bode
Рис. 20 Диаграмма Найквиста
Рис. 21 Результат эксперимента 2
Рис. 22 Диаграмма bode
Рис. 23 Диаграмма Найквиста
Рис. 24 Результат эксперимента 3
Рис. 25 Диаграмма bode
Рис. 26 Диаграмма Найквиста
Сделать выводы по полученным графикам, оценить устойчивость звена.
В первом эксперименте звено неустойчивое
Во втором эксперименте звено устойчивое
В третьем эксперименте звено неустойчивое