МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
обособленное структурное подразделение
«ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ»
Кафедра «Самолетостроение»
Лабораторное занятие
по дисциплине «Основы теории управления»
Тема «Колебательное звено второго порядка»
Выполнил:
Ст. гр. АИСТд-21
Степанов А. Ю.
Проверил:
Попов Н. А.
Ульяновск 2012
Цель работы:
Моделирование и изучение временных и частотных характеристик статического колебательного звена второго порядка, которое подразделяется на:
а) статическое колебательное звена;
б) апериодическое инерционное звено;
в) консервативного звена (исследуется по выбору обучаемых);
приобретение практических навыков определения параметров передаточных функций звена по экспериментальным переходным характеристикам.
Рис.
1. Структурная схема лабораторной
установки по измерению
параметров последовательного колебательного контура
Исследование переходных процессов при воздействии на колебательный контур прямоугольных импульсов.
Генератор сигналов низкочастотный при исследовании переходных процессов формирует
- прямоугольные импульсы с амплитудой Е=1 В и частотой следования f=250 Гц (на генераторе сигналов частота плавно – в положении 25, множитель – 10).
Положение органов управления на осциллографе с1-65
Рис. 2. Положения основных органов управления осциллографа:
- переключатель время/дел – в положении 0.5 мс/дел.
Осциллограммы напряжения на элементе емкости при различных значениях затухания показаны на рис. 3а, 3б и 3в.
Учитывая, что генератор сигналов формирует последовательность прямоугольных импульсов с частотой f = 250 Гц, период следования импульсов Т, включающий передачу «нажатия» + «отжатия», составит
.
Т.о. длительность «нажатий» и «отжатий» составит 2 mc, что в положении переключателя «время/дел» 0.5 mc занимает 4 клетки.
По осциллограммам напряжения на элементе емкости графическим методом следует определить основные параметры временных характеристик колебательного статического звена второго порядка (Таблица 3.3, рис. 1.1.3).
Ориентировочные значения параметров модели генератора последовательности прямоугольных импульсов могут иметь значения:
- амплитуда импульса А = 1;
- число импульсов n = 2;
- задержка Т = 0 с;
- длительность импульса Ti = 0,002;
- длительность паузы Тр = 0,002.
Ориентировочные значения операторной передаточной функции колебательного динамического звена W8(p) могут иметь значения:
- коэффициент передачи k = 1;
- постоянная времени Т = 6Е-5 (6·10-5);
- коэффициент затухания d = 0,2;
- начальное значение y(0) = 0;
- начальное значение y´(0) = 0.
Рис. 3а. Осциллограммы напряжения на элементе емкости при коэффициенте затухания d1.
Рис. 3б. Осциллограммы напряжения на элементе емкости при коэффициенте затухания d2.
Рис. 3в. Осциллограммы напряжения на элементе емкости при коэффициенте затухания d3.
Расчеты основных параметров временных характеристик колебательного статического звена второго порядка:
Для первого рисунка:
Для второго рисунка:
Для третьего рисунка:
