Исследование характеристик типовых динамических звеньев. Исследование характеристик типовых динамических звеньевЛаб.раб. Лабораторная работа 3 Исследование характеристик типовых динамических звеньев. Реальное интегрирующее звено. Реальное дифференцирующее звено
 Скачать 1.2 Mb.
|
|
Лабораторная работа № 3 Исследование характеристик типовых динамических звеньев. Реальное интегрирующее звено. Реальное дифференцирующее звено. Цель работы: изучение характеристик реального интегрирующего и реального дифференцирующего звена. Загрузить программу SamSim. Исследование характеристик реального интегрирующего звена В поле редактора собрать схему с источником сигнала – ступенчатая функция и линейным элементом – реальное интегрирующее звено. Задать параметры элементов схемы: Для ступенчатой функции: высота ступеньки – 1; задержка – 0; Для звена: коэффициент передачи – 0,1; 2; постоянная времени –0,1с; 1 с; 2,5 с; начальные значения – 0; Задать контрольные точки для всех элементов схемы; Собранную схему сохранить в отчете. Фиксируя значение коэффициента передачи, получить переходные характеристики звена для трех заданных значений постоянной времени и для двух коэффициентов передачи. Получить график переходной функции и, используя клавишу PrtScr и программу Paint, сохранить переходные характеристики в отчете.  Рис.1. График переходной функции Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Красный-0,1с; Синий-1с; Зеленый-2,5с.  Рис.2. График переходной функции Где коэффициент передачи 2, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-1с; Коричневый-2,5с. Вывод: подавая постоянное значение сигнала на вход этих звеньев имеем линейно нарастающий сигнал на выходе, чем меньше постоянная интегрирования, тем больше угол у нарастающего сигнала, т.е. скорость нарастания сигнала зависит от постоянного интегрирования. Для получения импульсной характеристики звена, заменить источник сигнала в схеме на прямоугольный импульс, установив параметры: амплитуда – 1000000, длительность – 0,000001 с (имитация функции Дирака), задать контрольные точки на выходе звеньев. Получить импульсную характеристику, для постоянной времени звена Т = 0,1 с; 0,5 с; 2 с и при коэффициенте передачи звена - 100. Графики импульсной характеристики и собранную схему сохранить аналогично п. 5.  Рис.3. График импульсной характеристики Где постоянная времени: Красный-0,1с; Синий-0,5с; Зеленый-2с. Вывод: подавая постоянную времени на звенья, получили сигналы, из которых видно, что при меньшей постоянной времени, сигнал за короткое время доходит до заданного максимума, ограничивающий их дальнейший рост. 10) Для получения ЛАЧХ, ЛФЧХ заменить источник сигнала в схеме на генератор качающейся частоты (ГКЧ). 11) Установить параметры звена: коэффициент передачи – 0,1 и 1000; постоянная времени – 0,01 с; 0,1 с. Получить отдельно графики ЛАЧХ для двух значений постоянной времени и двух значений коэффициента передачи. Получить ЛФЧХ для коэффициента передачи 1000 и постоянной времени – 0,01 с; 0,1 с. Сделать выводы. Полученные графики ЛАЧХ, ЛФЧХ и собранную схему сохранить аналогично п. 5.  Рис.4. График ЛАЧХ Где коэффициент передачи 0,1, а постоянная времени: Красный-0,01с; Синий-0,1с;  Рис.5. График ЛАЧХ Где коэффициент передачи 1000, а постоянная времени: Красный-0,01с; Синий-0,1с;  Рис.6. График ЛФЧХ Где коэффициент передачи 0,1, а постоянная времени: Красный-0,01с; Синий-0,1с;  Рис.7. График ЛФЧХ Где коэффициент передачи 1000, а постоянная времени: Красный-0,01с; Синий-0,1с; 12) Получить годограф для коэффициента передачи – 1000 и 10, с постоянной времени – 0,01 с; и отдельно - с коэффициентом передачи – 10, с постоянной времени 0,1 с и 2 с. Графики и собранные схемы сохранить аналогично п. 5.  Рис.8. Годограф Где коэффициент передачи 1000 и 10, а постоянная времени: Красный-0,01с; Синий-0,01с;  Рис.9. Годограф Где коэффициент передачи 10, а постоянная времени: Красный-0,1с; Синий-2с; 13) Подать на вход звена линейно нарастающий сигнал с параметрами: наклон – 1; задержка – 0,5. Установить контрольные точки для всех элементов схемы. Получить реакцию звена на это входное воздействие при коэффициенте передачи – 1 и постоянной времени 0,1 с и 2 с. Графики и собранную схему сохранить аналогично п. 5.  Рис.10. График линейно нарастающего звена Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-2с. 14) Подать на вход звена синусоидальный сигнал с параметрами: амплитуда – 2, частота – 3,14 рад/с, пересчитать Т. Установить контрольные точки для всех элементов схемы. Получить реакцию звена на это входное воздействие для двух значений постоянной времени звена – 0,1 с; 2 с. Графики и собранную схему сохранить аналогично п. 5.  Рис.11. График с синусоидальным сигналом Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-2с. 15) Подать на вход звена меандр с параметрами: амплитуда – 1, период следования импульса – 1 с; установить постоянную времени звена – 1 с; 0,1 с. Установить контрольные точки для всех элементов схемы. Получить реакции звена при трех значениях постоянной времени звена. Графики и собранную схему сохранить аналогично п. 5.  Рис.12. График с меандром Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-1с. 16) Подать на вход звена треугольные импульсы с параметрами: амплитуда – 1, длительность переднего фронта – 1 с; период следования импульса – 2,5 с; пересчитать f; установить постоянную времени звена – 0,1 с; 1 с; коэффициент передачи - 1. Установить контрольные точки для всех элементов схемы. Получить реакцию звена на это входное воздействие. Графики и собранную схему сохранить аналогично п. 5.  Рис.13. График с треугольным импульсом Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-1с. Исследование характеристик реального дифференцирующего звена 17) В поле редактора собрать схему с источником сигнала – ступенчатая функция и линейным элементом – реальное дифференцирующее звено. 18) Задать параметры элементов схемы: Для ступенчатой функции: высота ступеньки – 1; задержка – 0; Для звена: коэффициент передачи – 1; постоянная времени –0,1 с; 0,5 с, 1 с; Задать контрольные точки для всех элементов схемы; Собранную схему сохранить в отчете. 19) Получить переходные характеристики для трех вариантов постоянной времени и сохранить их аналогично п. 5.  Рис.14. График ступенчатой функции Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Красный-0,1с; Синий-0,5с; Зеленый-1с. Вывод: полученные сигналы убывают по времени: чем меньше постоянная времени, тем быстрее сигнал стремится к нулевому значению по амплитуде. 20) Для получения импульсной характеристики звена, заменить источник сигнала в схеме на прямоугольный импульс, установив параметры импульса: амплитуда – 1000000, задержка – 0,5 с, длительность – 0,000001 с (имитация функции Дирака), постоянная времени – 0,1 с; 0,5 с; 1 с; коэффициент передачи звена - 1. Задать контрольные точки на выходе звеньев. Собранную схему сохранить в отчете. 21) Получить импульсные характеристики звена и сохранить их аналогично п. 5.  Рис.15. График с импульсной характеристикой звена Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Красный-0,1с; Синий-0,5с; Зеленый-1с. 22) Для получения ЛАЧХ, ЛФЧХ заменить источник сигнала в схеме на генератор качающейся частоты (ГКЧ). Установить контрольные точк на выходе звеньев. Собранную схему сохранить в отчете. 23) Получить отдельно ЛАЧХ и ЛФЧХ, изменяя постоянную времени дифференцирования – 0,05 с; 0,1 с; 1 с, а коэффициент передачи звена при этом - 1. Сохранить полученные характеристики аналогично п. 5.  Рис.16. График ЛАЧХ Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Красный-0,05с; Синий-0,1с; Зеленый-1с.  Рис.17. График ЛФЧХ Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Красный-0,05с; Синий-0,1с; Зеленый-1с. Вывод: сигналы, выходящие из точки ноль, с повышением частоты возрастают по амплитуде и при определенной частоте, амплитуда становится постоянной, у сигнала с постоянной времени дифференцирования = 1, амплитуда равна нулю. 24) Получить годограф для коэффициента передачи – 1 и 10, с постоянной времени – 0,01 с; с коэффициентом передачи – 1, с постоянной времени 0,1 с и 1 с. Графики сохранить аналогично п. 5.  Рис.17. Годограф Где коэффициент передачи 1 и 10, а постоянная времени: Красный-0,01с; Синий-0,01с.  Рис.18. Годограф Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Красный-0,1с; Синий-1с. 25) Подать на вход звена линейно нарастающий сигнал с параметрами: наклон – 1; задержка – 0,5. Установить контрольные точки на всех элементах схемы. Собранную схему сохранить в отчете. Получить реакцию звена на это входное воздействие, установив постоянную времени дифференцирования – 0,1 с; 0,5 с; 1 с; а коэффициент передачи - 1. Графики сохранить аналогично п. 5.  Рис.19. График с линейно нарастающим сигналом Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-0,5с; Коричневый-1с. Вывод: на графике видно, что чем меньше постоянная времени дифференцирования, тем быстрее сигнал достигает максимального значения амплитуды, зависящей от коэффициента передачи. 26) Подать на вход звена синусоидальный сигнал с параметрами: амплитуда – 2, частота – 3,14 рад/с. Пересчитать Т. Установить контрольные точки для всех элементов схемы. Собранную схему сохранить в отчете. Получить реакцию звена на это входное воздействие при коэффициенте передачи звена - 1, изменяя постоянную времени звена – 0,1 с; 1 с; 2,5 с. Графики сохранить аналогично п. 5.  Рис.20. График с синусоидальным сигналом Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-1с; Коричневый-2,5с. Вывод: на графике видно, что максимумы звеньев не совпадают с максимумом источника, т.е. имеют определенные смещения. 27) Подать на вход звена треугольные импульсы с параметрами: амплитуда – 1, длительность переднего фронта – 1 с; период следования импульса – 2,5 с. Пересчитать f. Установить постоянную времени дифференцирования звена – 2,5 с; 1 с; 0,1 с. Установить контрольные точки для всех элементов схемы. Собранную схему сохранить в отчете. Получить реакции звена при трех значениях постоянной времени звена и коэффициенте передачи - 1. Графики сохранить аналогично п. 5.  Рис.21. График с треугольным импульсом Где коэффициент передачи 1, а постоянная времени: Синий-0,1с; Зеленый-1с; Коричневый-2,5с. |