- •Основы теории автоматического управления
- •190302 – «Вагоны»
- •Построение логарифмических амплитудо-частотных (лфчх) и фазо-частотных (фчх) характеристик звеньев.
- •Построение логарифмических амплитудо-частотных (лфчх) и фазо-частотных (фчх) характеристик звеньев.
- •Построение логарифмических амплитудо-частотных (лфчх) и фазо-частотных (фчх) характеристик звеньев.
- •Инструкция
- •Основы теории автоматического управления
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Основы теории автоматического управления
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
190302 – «Вагоны»
ИРКУТСК 2009
УДК 629.45
ББК 39.24
Составитель: доктор технических наук, заведующий кафедрой «Вагоны и вагонное хозяйство» ИрГУПС Пашков Н.Н.
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор кафедры «Электропривод и электрический транспорт» ИрГТУ Дунаев М.П.,
кандидат технических наук, главный инженер ВСЖД - филиала ОАО «РЖД» Скачков А. А.
Методические указания, предназначены для студентов старших курсов дневного и заочного обучения специальности 190302 – «Вагоны».
Содержат краткое описание лабораторных установок, инструкцию пользователя средствами имитационного моделирования Simulink программной среды MatLab, порядок выполнения лабораторных работ для исследования пропорционального, дифференцирующего, интегрирующего, апериодических звеньев первого и второго порядка, колебательных звеньев и системы модального регулирования объекта второго порядка.
Ил. 23. Табл. 6. Библиогр.: 5 назв.
Иркутский государственный
университет путей сообщения, 2009
Лабораторная работа № 1. Исследование характеристик элементарных динамических звеньев
Исследованию подлежат элементарные динамические звенья:
- пропорциональное звено;
- дифференцирующее звено;
- интегрирующее звено.
Программа лабораторной работы состоит их двух пунктов:
Экспериментальное исследование временных характеристик: реакций типовых звеньев на ступенчатый и гармонический входные воздействия.
Построение логарифмических амплитудо-частотных (ЛФЧХ) и фазо-частотных (ФЧХ) характеристик звеньев.
Для исследования в п.1 временных характеристик указанных звеньев необходимо средствами имитационного моделирования Simulink программной среды MatLab собрать лабораторную установку по схеме рис. 1.
а) б)
Рис. 1. Схема лабораторной установки c генератором ступенчатого а) и гармонического сигнала б).
Выполнить численный эксперимент. Результаты имитационного моделирования в виде структурной схемы лабораторной установки (рис.1) и графиков переходных процессов (рис.2) сохранить с помощью меню Tools:
Report generator…
Определить численные значения основных характеристик переходных процессов элементарных динамических звеньев: установившееся значение, перерегулирование, время переходного процесса.
а) б)
Рис. 2. Графики переходных процессов реакции элементарных динамических звеньев на ступенчатый а) и гармонический входные воздействия б).
Для исследования частотных характеристик по п. 2 необходимо рассчитать ЛАЧХ и ФЧХ. Расчетные значения занести в таблицу 1.
Таблица 1.
Частотные характеристики звена
№ п |
Частота входного сигнала (рад/с) |
Десятичный логарифм от частоты lg( ) |
Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика звена L( ) |
Фазо-частотная характеристика звена ( ) |
1 |
0,01 |
|
|
|
.. |
… |
|
|
|
n |
300 |
|
|
|
По расчетным данным построить в логарифмическом масштабе ЛАЧХ и ФЧХ.
По графикам ЛАЧХ и ФЧХ определить основные динамические показатели элементарных динамических звеньев: частоту среза, запас устойчивости по амплитуде, запас устойчивости по фазе.
Тестовые вопросы.
Что называется передаточной функцией звена?
Что называется характеристическим полиномом звена?
Что такое входная и выходная величины?
Что называется коэффициентом усиления звена?
Что называется коэффициентом передачи, в чем отличие от коэффициента усиления?
В чем смысл, и какими свойствами обладает дифференциальный оператор s?
Лабораторная работа № 2. Исследование характеристик апериодического звена первого порядка
Исследованию подлежат динамические звенья:
- апериодическое звено первого порядка;
- детализированная схема апериодического звена первого порядка.
Программа лабораторной работы состоит их двух пунктов: