1.2. Основные цели и задачи работы

Целями данной лабораторной работы являются освоение основных возможностей пакета CLASSIC и изучение видов и свойств типовых звень­ев.

В ходе выполнения лабораторной работы необходимо:

- создать проекты изучаемых динамических звеньев;

- изучить характеристики каждого звена, а именно:

а)	расположение нулей и полюсов ПФ на комплексной плоско­сти;
б)	переходную характеристику h(t) - реакцию звена на единич­ное сту­пенчатое воздействие, на линейно меняющееся воздействие и на экспо­нен­циальное воздействие при нулевых начальных условиях;
в)	логарифмические амплитудную L(w) и фазовую f(w) частот­ные ха­рактеристики (ЛАЧХ и ЛФЧХ); амплитудно-фазовую характеристи­ку (АФХ);

- проанализировать динамические характеристики;

- исследовать влияние на них вариаций параметров звеньев;

- ответить на вопросы, поставленные в настоящем руководстве;

- оформить и защитить отчет по результатам работы.

1.3. Программные средства выполнения работы

При выполнении лабораторной работы необходимо использовать специализированный программный пакет CLASSIC и сервисную про­грамму PZP [5].

Для ознакомления пользователя с пакетом имеются вспомогательные демонстрационные файлы (подкаталоги DEMO и STUDY.DEM). Запуск демонстрационных программ в данных подкаталогах осуществляется с по­мощью файла demo. com.

1.4. Содержание работы

Выполнение лабораторной работы построено таким образом, что ис­следование происходит от простого к сложному.

1.4.1. Исследование пропорционального звена (П-звена).

1) Построить в среде пакета CLASSIC проект П-звена согласно фор­муле (1.1).

2) По заданию преподавателя назначить значение коэффициента уси­ления K .

3) Построить основные характеристики звена и, проанализировав их, подготовить ответы на вопросы:

а) б)	чему равно установившееся значение переходной характеристики? сколько дБ составляет значение ЛАЧХ и каков фазовый сдвиг, вно­симый звеном?
в)	на сколько дБ изменится значение ЛАЧХ, если коэффициент усиле­ния увеличить в 10 раз?, уменьшить в 5 раз?
г)	как изменения значения K отражаются на фазовом сдвиге?
д)	чему равен коэффициент усиления K, если значение ЛАЧХ равно -20дБ? 1

1.4.2. Исследование интегратора (И-звено).

1) Построить в среде пакета CLASSIC в качестве проекта И-звено со­гласно формулы (1.2) с положительным значением постоянной времени Т, назначенной по заданию преподавателя.

2) Построить основные характеристики звена и проанализировав их, подготовить ответы на вопросы:

а)	чему равно значение переходной характеристики при t=1 с?
б)	чему равны значения ? 2
в)	как изменится вид переходной характеристики и ЛАЧХ при увеличении (уменьшении) параметра T вдвое? 3

1.4.3. Исследование идеального дифференциатора (Д-звена).

1) Построить в среде пакета CLASSIC в качестве проекта Д-звено со­гласно формуле (1.3) и принять положительное значение постоянной време­ни Т по заданию преподавателя.

2) После построения характеристик необходимо ответить на вопросы:

а)	какова реакция звена на единичное ступенчатое воздействие, на линейно меняющееся воздействие, на экспоненциальное воздействие? как в полученных реакциях отражается параметр Т? 4
б)	чему равны значения ЛАЧХ и ЛФЧХ звена в точках ?
в)	как изменятся значения ЛАЧХ при увеличении параметра Т вдвое?

Рис. 1.1

1.4.4. Исследование апериодического звена (А-звена).

1) Построить в среде пакета CLASSIC в качестве проекта А-звено пер­вого порядка согласно формуле (1.5), назначив положительное значение Т (устойчивый вариант А-звена) по заданию преподавателя.

2) Построить основные характеристики звена и, проанализировав их, подготовить ответы на вопросы:

а)	чему равны значения переходной характеристики h(0),h(T), h(2T), h(4T)?
б)	чему равны значения ЛАЧХ и ЛФЧХ на частотах w=1/T, 0.1/T, 10/T?
в)	как связан полюс ПФ (он же - корень характеристического полинома ДУ) с постоянной времени Т?
г)	как отражается на переходной характеристике и частотных характеристиках уменьшение (увеличение) значения Т в два раза?
д)	как измениться АФХ апериодического звена при изменении Т?

1.4.5. Исследование неустойчивого звена первого порядка.

1) Назначив отрицательное (неустойчивый вариант апериодического звена) значение Т по заданию преподавателя, ознакомиться с характеристи­ками неустойчивого звена первого порядка (1.7).

2) После построения ответить на вопросы:

а)	каковы отличия характеристик устойчивого и неустойчивого звеньев первого порядка?
б)	как расположен корень характеристического полинома неустойчивого звена (сравните с положением корня устойчивого апериодического звена)? 5
в)	почему можно считать интегрирующее звено находящимся на границе устойчивости?

1.4.6. Исследование форсирующего звена (Ф-звена).

1) Построить в среде пакета CLASSIC в качестве проекта Ф-звено первого порядка согласно формуле (1.4). Назначить значения параметров К и Т по заданию преподавателя.

2) После построения динамических характеристик необходимо отве­тить на вопросы:

а)	объяснить вид реакций на ступенчатое, линейное и экспоненциальное воздействие?
б)	чему равны значения переходных характеристик при Т, 2Т,4Т?
в)	чему равны значения ЛАЧХ и ЛФЧХ ?
г)	как отражается на частотных характеристиках изменение Т, К?

1.4.7. Исследование колебательного звена (К-звена).

1) Построить в среде пакета CLASSIC в качестве проекта К-звено со­гласно формулы (1.8). Назначить значения параметров К и Т по заданию преподавателя ⁶ .

2) Назначив положительное значение (устойчивый вариант колеба­тельного звена) по заданию преподавателя, построить динамические харак­теристики и ответить на вопросы:

а)	каков характер изменения корней ХП (полюсов ПФ)?
б)	как изменяется график зависимости высоты резонансного пика ЛАЧХ при изменении коэффициента демпфирования в пределах (принять значения по заданию преподавателя)?
в)	каков характер изменения ЛФЧХ при различных ? 7

3) Назначив отрицательное значение (неустойчивый вариант коле­бательного звена) по заданию преподавателя, построить динамические ха­рактеристики и ответить на вопросы:

	а)
б)каковы различия между характеристиками устойчивого и неустойчивого звеньев?		как изменяется характер расположения полюсов ПФ объекта?

1.4.8. Вывод и печать проекта звена и его характеристик.Для оформ­ления отчета о проделанной лабораторной работе необходимо получить распечатку динамических характеристик исследуемых звеньев. Для этой це­ли используется программа PZP, подробное описание которой приведено в [5].