Дослідження перехідних характеристик цифрових САК

Дослідження цифрових систем автоматичного керування. Типові вхідні сигнали. Моделювання цифрової та неперервної САК із використання MatLab. Результати обчислень в програмі MatLab. Збільшення періоду дискретизації цифрової системи автоматичного керування.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид лабораторная работа
Язык украинский
Дата добавления 14.03.2009
Размер файла 173,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Лабораторна робота №1

ДОСЛІДЖЕННЯ ПЕКРЕХІДНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИФРОВИХ САК

Мета робота: Дослідити перехідні характеристики цифрових систем автоматичного керування для типових вхідних сигналів.

Порядок виконання роботи

1. Згідно з заданим варіантом (№51)випишемо вихідні параметри досліджуваної цифрової (Ц) САК, наведеної на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структурна схема досліджуваної цифрової САК

w0(s) = - неперервна дискретна САК.

2. Визначимо передатні функції розімкненої та замкненої САК відносно вхідного сигналу в загальному випадку. Для цього виконаємо z-перетворення Лапласа Z за допомогою таблиць перетворень Лапласа, виконавши наступні дії:

1) .

2) Для зручності перетворення розкладемо функцію на прості дроби

.

Маємо (4A+C)s2 + (A+4B)s + B = 4, тоді s0| B = 4;

s1| A+4B = 0, A = -16;

s2| 4A+C = 0, C = -64.

Тобто .

3) Виконаємо z-перетворення Z

4) Отримаємо передаточну функцію розімкненої САК в z-формі:

5) Передаточна функція замкнено САК:

Ф(z) = .

3. Визначимо передатні функції розімкненої та замкненої САК відносно вхідного сигналу для двох значень періоду квантування Тк = 0,2, Тк = 0,8:

а) при Тк = 0,2:

1) передаточна функція розімкненої САК:

2) передаточна функція замкненої САК:

Ф(z) =

б) при Тк = 0,8:

1) передаточна функція розімкненої САК:

2) передаточна функція замкненої САК:

Ф(z) = .

4. Визначимо аналітично перехідні характеристики ЦСАК Y(z) = Ф(z)*G(z), де G(z) = - зображення вхідного одиничного сигналу. Тобто

а) при Тк = 0,2 Y(z) = .

б) при Тк = 0,8 Y(z) = .

5. Побудуємо графіки перехідних процесів, попередньо розклавши перехідні характеристики в ряд Лорана:

а) при Тк = 0,2

_

_

_

_

Тобто C1 = 0,01967, C2 = 0,077, C3 = 0,1686, C4 = 0,2839, C5 = 0,4176. За цими даними побудуємо графік-гістограму перехідного процесу (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК з періодом квантування Тк = 0,2

б) при Тк = 0,8

_

_

_

_

Таким чином, C1 = 0,2997, C2 = 1,0353, C3 = 1,8233, C4 = 2,2118, C5 = 1,9358.

Побудуємо графік ЦСАК, враховуючи, що період квантування Тк = 0,8 (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК з періодом квантування Тк = 0,8

6. Проведемо моделювання цифрової та неперервної САК із використання MatLab:

» k=4

k = 4

» T=4

T = 4

» w0=tf([k],[T 1 0])

Transfer function:

4

---------

4 s^2 + s

» wz1=c2d(w0,0.2)

Transfer function:

0.01967 z + 0.01935

----------------------

z^2 - 1.951 z + 0.9512

Sampling time: 0.2

» wz2=c2d(w0,0.8)

Transfer function:

0.2997 z + 0.2804

----------------------

z^2 - 1.819 z + 0.8187

Sampling time: 0.8

» Fz1=wz1/(wz1+1)

Transfer function:

0.01967 z^3 - 0.01904 z^2 - 0.01904 z + 0.0184

----------------------------------------------

z^4 - 3.883 z^3 + 5.691 z^2 - 3.731 z + 0.9232

Sampling time: 0.2

» Fz2=wz2/(wz2+1)

Transfer function:

0.2997 z^3 - 0.2647 z^2 - 0.2645 z + 0.2295

----------------------------------------------

z^4 - 3.338 z^3 + 4.681 z^2 - 3.243 z + 0.8999

Sampling time: 0.8

» Step(Fz1,60)

» Step(Fz2,60)

» F0=w0/(w0+1)

Transfer function:

16 s^2 + 4 s

-----------------------------

16 s^4 + 8 s^3 + 17 s^2 + 4 s

» Step(F0,20)

Приведемо графіки перехідних процесів, отримані за допомогою програмного пакету MatLab.

Рис. 1.4. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК отримана за допомогою MatLab, період квантування Тк = 0,2

Рис. 1.5. Перехідна характеристика досліджуваної ЦСАК отримана за допомогою MatLab, період квантування Тк = 0,8

Рис. 1.6. Перехідна характеристика неперервної САК

Висновок

Виконуючи дану роботу, ми провели дослідження цифрових систем автоматичного керування. Я переконалася в правильності власних теоретичних розрахунків, порівнюючи отримані результати з результатами обчислень в програмі MatLab. Виявилося, що зі збільшенням періоду дискретизації цифрової САК правильність роботи системи страждає, тобто якість системи погіршується. Виконуючи лабораторну роботу, я також закріпила навички z-перетворення Лапласа функцій.


Подобные документы

  • Властивості характеристик динамічних ланок, визначення їх параметрів. Робота в системі MatLab, створення tf-об'єкту. Складання диференціального рівняння, який визначає функціонування системи автоматичного керування. Отримання динамічних характеристик.

    лабораторная работа [728,4 K], добавлен 17.12.2011

  • Характеристика лінійної системи автоматичного керування. Розрахунок показників регульованого параметра, датчика, підсилювача, силового елемента та об’єкта регулювання. Визначення виразів передаточних функцій елементів, складання структурної схеми.

    курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.01.2015

  • Вибір первинних вимірювальних перетворювачів та виконавчих механізмів, мікропроцесорних засобів автоматизації. Розробка блок-схеми системи автоматичного керування, програми функціонування вибраних засобів, принципових електричних схем зовнішніх з’єднань.

    курсовая работа [176,5 K], добавлен 08.03.2015

  • Мова VHDL. Створення проекту для моделювання цифрових і аналогових схем. Синтез і моделювання комбінаційних пристроїв, заданих в табличній формі, за допомогою системи Active-HDL 6.1. Створення ієрархічних структур при проектуванні складних пристроїв.

    реферат [287,3 K], добавлен 14.02.2009

  • Сучасні системи ЦОС будуються на основі процесорів цифрових сигналів (ПЦС). Сигнальними мікропроцесорами (СМП) або процесорами цифрових сигналів є спеціалізовані процесори, призначені для виконання алгоритмів цифрової обробки сигналів у реальному часі.

    лекция [80,1 K], добавлен 13.04.2008

  • Дія елементів системи автоматичного регулювання. Розрахунок передаточної функції замкнутої системи за каналами задаючої і збурюючої дії. Побудова годографа амплітудно-фазової частотної характеристики розімкнутої системи і визначення запасу стійкості.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 24.12.2012

  • Системи автоматичного керування. Описання методу стикування розв'язків на основі теореми по n-інтервалів. Застосування методу динамічного програмування (рівняння Р. Белмана). Моделювання задачі синтезу та аналізу на електронній обчислювальній машині.

    контрольная работа [632,5 K], добавлен 31.03.2014

  • Вибір конфігурації контролера і схем підключення. Розроблення прикладного програмного забезпечення для реалізації алгоритму керування. Самодіагностика та індикація несправностей. Обробка цифрової інформації. Розрахунок надійності системи керування.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 25.08.2014

  • Зародження системи Matlab. Високоефективна мова інженерних і наукових обчислень. Інтерактивна система, основним об'єктом якої є масив. Обчислення мінімумів, нулів функцій. Апроксимація й інтерполяція даних. Обчислення кінцевих різниць, перетворення Фур'є.

    лабораторная работа [146,4 K], добавлен 18.01.2013

  • Исследование линейных динамических моделей в программном пакете Matlab и ознакомление с временными и частотными характеристиками систем автоматического управления. Поиск полюса и нуля передаточной функции с использованием команд pole, zero в Matlab.

    лабораторная работа [53,1 K], добавлен 11.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.