Лабораторная работа №1
по теории автоматического управления
по теории автоматического управления
Исследование влияния коэффициентов на показатели качества переходного процесса
Цель работы
Исследовать динамические звенья и выявить влияние на показатели качества их переходных процессов вариации параметров звеньев.
Задание 1. Исследовать апериодическое звено
1. Известными методами работы в программной среде Matlab построить схему для исследования переходных характеристик апериодического звена, описываемого передаточной функцией W(p) = K / (Tp + 1). Пример такой схемы приведен на рисунке 1.
Вычислительную схему можно строить как в офлайновой версии программы Matlab, установленной на компьютере, так и в онлайн версии на сайте компании производителя программы: https://ch.mathworks.com/products/matlab-online.html. Во втором случае нужно зарегистрироваться на сайте и работать 1 месяц в Matlab бесплатно, далее - на усмотрение пользователя (либо платно, либо зарегистрироваться с другой эл.почты).
Вычислительную схему можно строить как в офлайновой версии программы Matlab, установленной на компьютере, так и в онлайн версии на сайте компании производителя программы: https://ch.mathworks.com/products/matlab-online.html. Во втором случае нужно зарегистрироваться на сайте и работать 1 месяц в Matlab бесплатно, далее - на усмотрение пользователя (либо платно, либо зарегистрироваться с другой эл.почты).
Рисунок 1 - Схема исследования переходных характеристик апериодического звена в программной среде MatLab
Таблица 1 - Исходные данные по вариантам
2. Выявить влияние коэффициента передачи К на показатели качества переходного процесса. Для этого сначала задать величины К и Т из таблицы 1, затем изменить К следующим образом: 0,3 К; 0,5 К; 0,75 К; 1 К; 1,5 К; 2 К; 5 К. Построить все графики переходных процессов в одной системе координат (пример приведен на рисунке 2). По каждому из графиков определить показатели качества и свести их в таблицу 2.
Рисунок 2 - Пример графиков переходных процессов при исследовании апериодического звена
Таблица 2 - Результаты моделирования при изменении коэффициента К апериодического звена
3. Выявить влияние постоянной времени Т на показатели качества переходного процесса. Для этого сначала задать величины К и Т из таблицы 1, затем изменить Т следующим образом: 0,3 Т; 0,5 Т; 0,75 Т; 1 Т; 1,5 Т; 2 Т; 5 Т. Построить все графики переходных процессов в одной системе координат (аналогично примеру, приведенному на рисунке 2). По каждому из графиков определить показатели качества и свести их в таблицу 3.
Таблица 3 - Результаты моделирования при изменении постоянной времени Т апериодического звена
4. Известными методами работы в программной среде Matlab построить схему для исследования частотных характеристик апериодического звена. Пример такой схемы приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема исследования частотных характеристик апериодического звена в программной среде MatLab
5. Исследуем влияние коэффициента передачи К на частотные характеристики звена. При этом не забудьте настроить на входном сигнале метку из контекстного меню Linear Analysis Points --> Input Perturbation, а на выходном - Linear Analysis Points --> Output Measurement. После этого можно открыть меню основной программы Analysis --> Control Design --> Linear Analysis... Там запускаем функцию Bode. После первого построения ставим галочку в пункте Result Viever, изменяем значение коэффициента 0,3 на 0,5, запускаем функцию Bode Plot 1 и так проходим все значения, которые ранее рассматривали (0,3 К; 0,5 К; 0,75 К; 1 К; 1,5 К; 2 К; 5 К).
6. Аналогично пункту 5 исследуем влияние постоянной времени Т на частотные характеристики звена. При этом исследуем все ранее оговоренные случаи: 0,3 Т; 0,5 Т; 0,75 Т; 1 Т; 1,5 Т; 2 Т; 5 Т.
6. Аналогично пункту 5 исследуем влияние постоянной времени Т на частотные характеристики звена. При этом исследуем все ранее оговоренные случаи: 0,3 Т; 0,5 Т; 0,75 Т; 1 Т; 1,5 Т; 2 Т; 5 Т.
Рисунок 4 - Пример частстных характеристик при исследовании апериодического звена
7. Сделать выводы по проведенным экспериментам. А именно, указать, на что влияют коэффициента передачи К и постоянной времени Т апериодического звена.
8. Оформить общие пункты отчета по лабораторной работе 1:
9. Оформить отчет по заданию 1:
8. Оформить общие пункты отчета по лабораторной работе 1:
- номер лабораторной работы,
- название лабораторной работы,
- цель работы.
9. Оформить отчет по заданию 1:
- вычислительная схема исследования переходных характеристик апериодического звена в программной среде MatLab (рисунок 1 для Вашего варианта),
- график переходных процессов при изменении коэффициента передачи К апериодического звена (рисунок 2 для Вашего варианта),
- таблица анализа моделирования апериодического звена при изменении коэффициента передачи К (таблица 2),
- график переходных процессов при изменении постоянной времени Т апериодического звена (рисунок аналогичный рисунку 1 для Вашего варианта),
- таблица анализа моделирования апериодического звена при изменении постоянной времени Т (таблица 3),
- вычислительная схема исследования частотных характеристик апериодического звена в программной среде MatLab (рисунок 3 для Вашего варианта),
- график частотных характеристик (ЛАХ и ЛФХ) при изменении коэффициента передачи К апериодического звена (рисунок 4 для Вашего варианта),
- график частотных характеристик (ЛАХ и ЛФХ) при изменении постоянной времени Т апериодического звена (рисунок аналогичный рисунку 4 для Вашего варианта),
- выводы по проведенным экспериментам.
