- •Департамент образования и науки
- •Оглавление
- •Введение
- •Лабораторная работа № 1
- •1.3. Сохранение рабочей среды
- •1.4. Работа с массивами
- •1 Способ
- •2 Способ
- •1.5. Решение систем линейных уравнений
- •1.6. Считывание и запись данных
- •1.7. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2
- •2.3. Сравнение нескольких функций
- •2.4. Графики в логарифмических масштабах
- •2.5. Изменение свойств линии
- •2.6. Оформление пояснений к графикам
- •2.7. Графики функций двух переменных
- •2.8. Оформление графиков эффектами и цветом
- •Команды для цветового оформления графика
- •2.9. Поворот графика, изменение точки обзора
- •2.10. Параметрически заданные поверхности и линии
- •2.11. Анимированные графики
- •2. 12. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3
- •3.3. Типы м-файлов
- •3.3.1. Файл-программы
- •3.3.2. Файл-функции
- •3.4. Файл-функции с одним входным аргументом
- •3.5. Файл-функции с несколькими входными аргументами
- •3.6. Файл-функции с несколькими выходными аргументами
- •3.7. Вычисления в MatLab
- •3.8. Интерполирование
- •3.9. Решение системы дифференциальных уравнений
- •3. 10. Варианты заданий
- •3.10. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4
- •Типовые звенья и значение коэффициентов уравнения (4.1)
- •Интегрирующих звеньев
- •Р 1ис. 4.6. Характеристики идеального (1) и реального (2) дифференцирующих звеньев
- •4.4. Задание к лабораторной работе
- •Задания к лабораторной работе
- •4.5. Методика выполнения работы
- •Некоторые команды Control System Toolbox
- •4.6. Методический пример
- •4.7. Содержание отчета
- •4.8. Контрольные вопросы
- •4.9. Литература
- •Лабораторная работа № 5
- •5.4. Краткие сведения из теории
- •5.5. Методика выполнения работы
- •Некоторые команды Control System Toolbox
- •5.6. Задание к лабораторной работе
- •5.7. Методический пример
- •Рис 5.4 Импульсная переходная функция w(t)
- •5.8. Отчет по лабораторной работе
- •5.9. Варианты заданий
- •5.10. Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 6
- •6.4. Методика выполнения работы
- •6.5. Методы контроля правильности набора схем и установки коэффициентов
- •6.6. Задание к лабораторной работе
- •6.7. Отчет по лабораторной работе
- •Варианты заданий
- •6.9. Литература
- •7.4. Постановка задачи
- •7.5. Методика выполнения работы
- •7.6. Задание к лабораторной работе
- •7.7. Методический пример
- •Рис 7.4. Siso-Design Tool
- •7.8. Отчет по лабораторной работе
- •7.9. Варианты заданий
- •7.10. Контрольные вопросы
- •7.11. Литература
- •Лабораторная работа № 8
- •8.4. Постановка задачи
- •8.5. Методика выполнения работы
- •Регулятор с опережением по фазе
- •Скорректированной системы
- •8.6. Отчет по лабораторной работе
- •8.7. Задачи для самостоятельной работы
- •Определения самолета
Интегрирующих звеньев
Р 1ис. 4.6. Характеристики идеального (1) и реального (2) дифференцирующих звеньев
На рисунках обозначены характеристики:
а – переходная функция;
б – импульсная переходная функция;
в – логарифмическая амплитудная характеристика;
г – амплитудно-фазовая характеристика.
д – фазовая частотная характеристика;
4.4. Задание к лабораторной работе
Для каждого типового звена № 1–8 (табл. 4.1) в соответствии с его параметрами (табл. 4.2) вывести выражение передаточных функций.
Для каждого звена по его передаточной функции записать операторное уравнение.
Отредактировать модель звена и провести анализ характеристик по переменной и частотной областям. Отметить отличительную особенность переходной функции каждого звена.
4. Запустить систему MatLab 6.1.
5. Создать TF объекта в соответствии с заданным вариантом.
6. Используя LTI viewer или соответствующие команды (табл. 4.1), получить динамические характеристики: переходную функцию h(t), импульсно-переходную функцию w(t) – и частотные характеристики: логарифмическую амплитудную характеристику и фазовую частотную характеристику (диаграмма Боде), амплитудно-фазовую частотную характеристику (частотный годограф Найквиста).
7. На графиках определить значения параметров К и Т.
8. Для инерционных звеньев по логарифмическим частотным характеристикам определить частоты сопряжения и среза.
9. Оценить влияние параметра k на переходный процесс, увеличив значение параметра в два раза.
10. Ответить на контрольные вопросы.
11. Оформить отчет.
Таблица 4.2
Задания к лабораторной работе
№ |
Название звена |
b0 |
b1 |
a0 |
a1 |
a2 |
Примечание |
1 |
Безынерционное (пропорциональное) |
0 |
10 |
0 |
0 |
1 |
|
2 |
Инерционное 1-го порядка (апериодическое) |
0 |
10 |
0 |
Т = 0,1 |
1 |
|
3 |
Инерционное 2-го порядка (апериодическое) |
0 |
10 |
= 1,6·10–3 |
= 0,1 |
1 |
|
4 |
Инерционное 3-го порядка (колебательное) |
0 |
10 |
= 0,04 |
= 0,1 |
1 |
|
5 |
Идеальное интегрирующее |
0 |
10 |
0 |
0 |
10 |
|
6 |
Реальное интегрирующее |
0 |
10 |
Т = 0,1 |
1 |
0 |
|
7 |
Идеальное дифференцирующее |
10 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
8 |
Реальное дифференцирующее |
10 |
0 |
0 |
10 |
1 |
|
4.5. Методика выполнения работы
Для выполнения лабораторной работы используется пакет прикладных программ (ППП) Control System Toolbox 5 системы инженерных расчетов MatLab. ППП предназначен для работы с линейными или LTI-моделями (Linear Time Invariant Models) систем управления.
В Control System Toolbox имеется тип данных, определяющих динамическую систему в виде комплексной передаточной функции.
Синтаксис команды, создающий LTI-систему c одним входом и одним выходом, в виде передаточной функции:
TF([b0, …, bm-1, bm], [a0, …, an-1, an]),
где b0, …, bm – значения коэффициентов полинома В в уравнении передаточной функции, записанной в операторной форме;
a0, …, an – значения коэффициентов полинома A в этом же уравнении.
Для выполнения работы могут применяться команды, приведенные в табл. 4.3.
Таблица 4.3