Практика 4. Практична 4 Снігур. Визначення частотних характеристик
 Скачать 1.26 Mb.
|
|
ХТФ ХД-01мн Снігур М. Д. Лабораторна робота № 4 Комп’ютерний практикум №4 Тема: Визначення частотних характеристик Мета та основні завдання: Дослідити процес отримання частотних характеристик елементів системи автоматичного керування та системи в цілому. Набути вмінь побудови і аналізу частотних характеристик. Завдання1. Вивчити поняття передавальної функції та частотних характеристик, амплітудно-частотної характеристики (АЧХ), фазочастотної характеристики (ФЧХ), амплитудно-фазової характеристики (АФХ), а також реально-частотної і уявно-частотної характеристик. Розглянути форми представлення АФХ і формули зв'язку між частотними характеристиками системи автоматичного регулювання. Розглянути передавальні функції груп елементів; передавальні функції систем зі зворотним зв’язком; передавальні функції розімкненої та замкненої систем. Вивчити можливості отримання і побудови АФХ замкнених і розімкнених САУ. Короткі теоретичні відомості Передавальні функції Під передавальною функцією елемента (системи) автоматичного регулювання розуміють відношення зображення вихідної величини до зображення вхідної величини при нульових початкових умовах. Поняття передавальна функція застосовується лише для лінійних систем. Для цих систем, передавальна функція не залежить від вхідної та вихідної величин, а характеризує лише динамічні властивості елемента (системи). Передавальна функція як і диференціальне рівняння, повністю визначає динамічні властивості елемента (системи). Передавальні функції груп ланок 1. Послідовне з’єднання елементів. Передавальна функція ланцюга послідовно з’єднаних елементів рівна добутку передавальних функцій цих елементів. Нехай є два елемента з передавальними функціями, що з'єднані послідовно. 2. Паралельне з’єднання елементів. Передавальна функція ланцюга паралельно з’єднаних елементів дорівнює алгебраїчній сумі передавальних функцій цих елементів. Загальне правило визначення передавальної функції замкнутої системи. Передавальна функція замкнутої системи дорівнює дробу, в чисельнику якого знаходиться передавальна функція прямого каналу, а в знаменнику 1+ (якщо зворотний зв’язок від’ємний) або 1- (якщо зворотний зв’язок додатній) передавальна функція розімкнутої системи. Визначити передавальну функцію заданої системи по каналу «завдання-вихід». частотні характеристики Частотними характеристиками називаються формули і графіки, що характеризують реакцію ланки на синусоїдальний вхідний вплив в усталеному режимі, тобто вимушені синусоїдальні коливання ланки. Опис лабораторних засобів та обладнання Лабораторна робота виконується на персональному комп’ютері стандарту IBM PC під керуванням операційної системи MS Windows зі стандартним пакетом MS Office та математичним пакетом Mathcad. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи Заходи безпеки, яких треба дотримуватись при виконанні даної лабораторної роботи, наведені у додатку А. Послідовність виконання роботи 1. Згідно до отриманого варіанту завдання (рівняння динаміки об'єкту управління) визначити передавальну функцію. 2. Визначити вигляд частотних характеристик - W(j w), Re(w), Im(w), А(w), ф(w). 3. Використовуючи отримані рівняння побудувати шукані частотні характеристики - W(j(B), Re(w), Im(w), А(w), ф(w) (наприклад, з використанням MS Excel або запрограмувати отримання частотних характеристик - W(jw), Re(w), Im(w), А(w), ф(w) в середовищі Mathcad.). 4. По заданим передавальним функціям об’єкту управління і регулятора визначити передавальні функції розімкненої і замкненої систем автоматичного регулювання. 5. Використовуючи отримані передавальні функції виконати необхідні перетворення і побудувати шукані АФХ розімкненої і замкненої систем (наприклад, з використанням MS Excel або запрограмувати отримання АФХ розімкненої і замкненої систем в середовищі Mathcad). 6. Продемонструвати розрахунки, побудови і роботу програми викладачу. 7. Оформити протокол лабораторної роботи. Обробка та аналіз результатів. Оформлення звіту При оформленні звіту з лабораторної роботи до заздалегідь підготовленого протоколу (див. завдання до лабораторної роботи) додається роздруковані аркуші з результатами виконаної роботи: лістинг програми Mathcad з результатами розрахунків; розрахунки та побудови у середовищі MS Excel. Завдання: За заданим рівнянням динаміки об’єкту керування визначити передавальну функцію і побудувати частотні характеристики: (W(jw), Re(w), Im(w), A(w), φ(w)) 2. Підключити до об’єкту керування Ш-регулятор, передавальна функція якого має вид:  (к = 1.28; Т = 0.85), і визначити передавальні функції розімкненої і замкненої (канал «завдання-вихід») систем автоматичного керування. Використовуючи отримані передавальні функції виконати необхідні перетворення і побудувати АФХ розімкненої і замкненої систем автоматичного керування. Виконання:      Висновок: Було досліджено процес отримання частотних характеристик елементів системи автоматичного керування та системи в цілому. В процесі виконання набуто вміння побудови і аналізу частотних характеристик. Вивчили поняття передавальної функції та частотних характеристик, амплітудно-частотної характеристики (АЧХ), фазочастотної характеристики (ФЧХ), амплітудно-фазової характеристики (АФХ), а також реально-частотної і уявно-частотної характеристик. Розглянуто форми представлення АФХ і формули зв'язку між частотними характеристиками системи автоматичного регулювання. Також розглянуто передавальні функції груп елементів; передавальні функції систем зі зворотним зв’язком; передавальні функції розімкненої та замкненої систем. Вивчити можливості отримання і побудови АФХ замкнених і розімкнених САУ. |