Альбом моделей к выполнению предварительных домашних заданий

Переходный процесс в «RLC» схеме с ненулевыми начальными условиями

Рис. 1

Модель PID-регулятора и внутренняя структура дифференцирующего блока S

Расчет производной ведется с помощью дифференцирующего звена с замедлением на круговой частоте 1/(3*$timeStep), где $timeStep — системная переменная пакета VisSim, которая равна заданному шагу моделирования (она умножена на три для устойчивости моделирования)

Рис. 2

Дельта функция (приближенная): амплитуда — 5000 единиц, задержка формирования — 0,001 с

Рис. 3

Апериодическое звено первого порядка

Рис. 4

Дифференцирующее звено с замедлением

Рис. 5

Изодромный блок

Рис. 6

Консервативное звено

Рис. 7

Колебательное звено

Угловая частота свободных колебаний q  — 1571 рад/с; параметр затухания — 0,1

Рис. 8

Переходные функции типовых динамических звеньев

Рис. 9

Электронные схемы на ОУ описываемые типовыми динамическими звеньями

Передаточные функции, соответствующие схемам:

г),

д),

е),

ж).

а) сумматор,б) инвертирующий усилитель,в) неинвертирующий усилитель,г) ПИД-регулятор,д) интегратор,е) апериодическое звено первого порядка,ж) колебательное звено. Важнейшие ограничения моделей на ОУ: 1) ОУ имеет частотную характеристику подобную апериодическому звену, 2) диапазон изменений координат в схемах на ОУ ограничен значениями20 В

Рис. 10

Годограф Михайлова

Рис. 11

Передаточные функции разомкнутых систем

Рис. 12

D-разбиение

Рис. 13

Модель трехкаскадного операционного усилителя

Передаточная функция соответствует звену с большим коэффициентом усиления и трем апериодическим звеньям включенным последовательно. Параметры модели: коэффициент усиления — 500000, первый полюс — 50 Гц, второй полюс — 1 МГц, третий полюс — 15 МГц

Рис. 14

Влияние контурного коэффициента усиления на устойчивость системы на примере усилительной схемы на операционном усилителе

Переходной характеристике с большей амплитудой соответствует меньшее значение коэффициента передачи звена обратной связи (делителя) и больший запас устойчивости

Рис. 15

Сетка показателя колебательности M

M={1,3; 1,412; 1,57; 2; 4; 8} — для большей окружностиM=1,3

Рис. 16

Модель сигнала для измерений ошибок в типовых режимах движения

На различных временных участках сигнал меняется с постоянными приращением ускорения, ускорением, скоростью или равен константе

Рис. 17

Модель, позволяющая изучить ошибки в типовых режимах движения

На различных временных участках система движется с постоянными приращением ускорения, ускорением, скоростью или отслеживает постоянное задание. Ошибка системы x(t) соответственно нарастает с постоянной скоростью, устанавливается или сводится к нулю в последних двух случаях

Рис. 18

Коррекция статической системы апериодическим звеном с большой постоянной времени

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Данный тип последовательной коррекции применяется в схемотехнике операционных усилителей

Рис. 19

Коррекция системы пассивным интегрирующим звеном

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Рис. 20

Коррекция системы пассивным интегро-дифференцирующим звеном

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Рис. 21

Коррекция системы пассивным дифференцирующим звеном

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Frequency, (Rad/sec)

Рис. 22

Типовые решения задач коррекции схем на операционных усилителях. Методика размыкания цепи обратной связи для анализа устойчивости

Слева приведены схемы на ОУ пригодные к использованию, справа — преобразованные для анализа устойчивости (с разорванной обратной связью для определения ЛАЧХ & ЛФЧХ). Пунктиром показано включение корректирующих элементов

Рис. 23

Модель, позволяющая познакомится с жесткой, гибкой корректирующими обратными связями и корректором ошибки (изодромное устройство на апериодическом звене)

Рис. 24

Структурная схема модели объекта для решения задачи синтеза

Wo— располагаемая передаточная функция исходной системы. По первому пику частотной характеристики замкнутой системы |Ф(j)| видно, что при правильном синтезе блоков «1» и «2» можно достичь показателя колебательностиM1,15. Амплитуда второго пика не должна достигать значенияM

Рис. 25

Варианты внутренней структуры исходной системы (Wo)

а)

б)

Рис. 26